Lite random ämne kanske, men jag tänkte skriva ett svar på en forumfråga jag såg om beta-adrenerga receptorer (g-kopplade receptorer som stimuleras av katekolaminer; akuta stresshormon) och testosteron och om/hur de hänger ihop. Jag skrev ihop lite kort om saken nedan.

Människor har två typer av adrenerga receptorer (som ”stresshormon” binder till) på celler, alfa-adrenerga och beta-adrenerga som i sin tur består av olika subtyper av receptorer, som både kan öka och minska adrenerg stimulering med olika fysiologiska effekter runt om i kroppen när de binder till sin ligand (adrenalin/noradrenalin). Det i sin tur kan resultera i vasodilation (ökad blodflöde) och strörre pupiller (t ex beta-adrenerg signalering) eller vasokonstriktion (minskat blodflöde) och små pupiller (alfa-adrenerg stimulering) och vidare effekter på lipolys (fettförbränning), blodtryck etc där t ex beta-adrenerga receptorer ökar kroppslig arousal (och fettförbränning) via katekolaminer och (framförallt) alfa 2-adrenerga via negativ feedback på katekolaminer minskar signaleringen av de samma.

Stress-responsen (fight-or-flight), är kroppsligt sätt en blandad kompott av signalering via olika adrenerga receptorer och dessa har olika mer detaljerade effekter på matsmältning, hjärtfrekvens, med vilken kraft hjärtat kontraherar osv.

I den här artikeln tänkte jag utforska hur framförallt beta-adrenerga receptorer påverkar testosteronproduktion- och utsöndring i leydigcellerna hos män (i pungkulorna).

Man har sett att beta-2 antagonister inihiberar testosteronutsöndring i samband med träning hos människor:

Testosterone Response to Exercise during Blockade and Stimulation of Adrenergic Receptors in Man.

”…The effects of pharmacological stimulation or blockade of adrenergic receptors on plasma testosterone levels were studied in healthy men subjected to bicycle ergometer exercise. Plasma testosterone increase after exercise was of shorter duration when the alpha-blocker phentolamine was applied, whereas treatment with the alpha-agonist clonidine was without any effect. Blockade of beta-receptors by propranolol inhibited the testosterone response to exercise.”

http://www.karger.com/Article/PDF/179443

Beta-2 adrenerga antagonister inhiberar testosteronutsöndring i leydig-celler i testiklar hos råttor:

Effect of beta adrenergic antagonist on the production of testosterone by rat’s Leydig cells.

Leydigceller producerar testosteron och andra androgener i pungkulorna som ett resultat av stimulering via HPG-axeln (Gonadotropin-releasing hormone (hypotalamus) > Luteinizing hormone/Follicle stimulating hormone (hypofys) > androgener i ballarna.

Testosteronproduktion i Leydig-celler.  Man tror att katekolaminer kan stimulera testosteronproduktion genom att binda till beta-adrenerga receptorer som ökar cAMP, enligt bilden ovan. Något man i alla fall sett i provrörsförsök på leydig-celler från möss. Ni behöver inte bry er så mycket om det andra som står; poängen är att det i slutändan via stegen ovan leder till testosteronproduktion- och utsöndring, enligt pilen nedåt.

Även professor Sapolsky (Förf. till t ex ”Varför zebror inte får magsår”) noterar att testosteronnivåer hos hans kära babianer i Kenya (hannar med hög social rang i det här fallet) inte ökade som väntat i tidig fångenskap när ett preparat som inhiberar adrenalin och noradrenalin användes. Han spekulerar vidare om att katekolaminer kan främja testosteronutsöndring via t ex ökad blodgenomströmning i ballarna eller som finns rön om ovan, genom direkt stimulering av leydig-celler:

Professor Sapolsky i högsta hugg. Han har en gedigen akademisk bakgrund minst sagt; han är läkare (neuroendokrinolog), professor i biologi, neurovetenskap och neurokirurgi på Stanford-universitetet, samt forskare och författare. Man kan också se en hel kurs (”Human behavioral biology”) med honom på youtube officiellt inspelad från Stanford, om man så behagar.

Stress-Induced Elevation of Testosterone Concentrations in High Ranking Baboons: Role of Catecholamines.

”…This suggests that sympathetic catecholamines, released during stress and acting peripherally, directly, or permissively lead to increased T concentrations. This could be via increased blood flow through the testes and/or through direct stimulation of T release by catecholamines.”

http://endo.endojournals.org/content/118/4/1630.short

Katekolaminer har även visat sig stimulera testosteron-produktion i leydig-celler (provrörsförsök) hos råttor:

Catecholamine stimulation of testosterone production via cyclic AMP in mouse Leydig cells in monolayer culture.

”…Propranolol blocked, in a dose-dependent manner, both isoproterenol-stimulated cyclic AMP and testosterone production. In the presence of excess luteinizing hormone no additional effects of isoproterenol were detected. Epinephrine also stimulated testosterone production. It is concluded that catecholamines stimulate testosterone production in mouse Leydig cells in monolayer culture and that this effect if mediated by cyclic AMP.”

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6180942

Även hos människor har man sett att flera olika typer beta-blockerare (mediciner som inhiberar och försvagar adrenerg stimulering av beta-adrenerga receptorer) minskar totalt och fritt testosteron hos försöksdeltagare, vilket starkt talar för en tydlig inblandning av katekolaminer > beta-adrenerga receptorer på leydig-celler > utsöndring av testosteron från leydig-celler:

Beta-blocker effects on sexual function in normal males.

”…Four beta-blockers with different ancillary properties (atenolol, metoprolol, pindolol, propranolol) were evaluated in a placebocontrolled, double-blind, Latin-square design. Thirty healthy male volunteers received, in counterbalanced order, each of the four drugs and 1 week of placebo testing. Significant drug effects on both total and free testosterone were found during treatment with all four beta-blockers, although it appeared that the nonselective drugs (pindolol, propranolol) were associated with the greatest reduction in testosterone.”

http://link.springer.com/article/10.1007/BF01541742
Intensiv träning ökar vidare akut både nivåer av katekolaminer och testosteron i blodet…

…vid konditionsträning:

Plasma testosterone and catecholamine responses to physical exercise of different intensities in men.

”…A significant positive correlation was obtained between the mean value of plasma testosterone and that of adrenaline as well as noradrenaline during exercise. It is concluded that both plasma testosterone and catecholamine responses to physical effort depend more on work intensity than on work duration or total work output.”

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4018056

…och styrketräning:

Endocrine responses to resistance exercise.

”…Physical activity, including acute resistance exercise, results in a release of epinephrine and norepinephrine from the adrenal medulla and sympathetic neurons. In addition to typical epinephrine and norepinephrine increases, Kreamer and co-workers observed significant increases in dopamine values following a high-intensity , low-rest bodybuilding type exercise protocol. Changes in catecholamine metabolism in response to resistance exercise appear to be primarily related to the force of muscular contraction, the amount of muscle tissue stimulated, and the frequency of force application”.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3057315

Hormonal Responses and Adaptations to Resistance Exercise and Training.

”…Anabolic hormones such as testosterone and the superfamily of growth hormones (GH) have been shown to be elevated during 15–30 minutes of post-resistance exercise providing an adequate stimulus is present. Protocols high in volume, moderate to high in intensity, using short rest intervals and stressing a large muscle mass, tend to produce the greatest acute hormonal elevations (e.g. testosterone, GH and the catabolic hormone cortisol) compared with low-volume, high-intensity protocols using long rest intervals. ”

För övrigt:”…Acute elevations in catecholamines are critical to optimal force production and energy liberation during resistance exercise.

http://link.springer.com/article/10….00535040-00004

Beta-adrenerga receptorer ökar vasodilation (ökat blodflöde) och alfa-adrenerga vasokonstriktion; adrenalin kan binda till båda typer av receptorer beroende på mängd, där väldigt höga nivåer av cirkulerande adrenalin lättare binder till de alfa-adrenerga receptorerna, (som har mindre affinitet för adrenalin är de beta-adrenerga receptorerna, i vanliga fall) minskar blodflödet och således kan påverka testosteronutsöndring, via t ex påverkan på blodets egenskaper och minskad stimulering av beta-adrenerga receptorer > minskad testosteronproduktion i leydig-celler:

Testosterone, cortisol and catecholamine responses to exercise stress and autonomic dysreflexia in elite quadriplegic athletes.

”…Episodes of short high intensity exercise are associated with an increase in circulating total testosterone (T) in men. Mechanisms may include hemoconcentration, decreased metabolic clearance and/or increased synthesis. Beta-blockade abolishes the T response suggesting a direct beta-adrenergic effect on the testes.

”…The data may suggest an inhibitory role for CA on T production or release under conditions of extreme stress. Other possible mechanisms include C (kortisol, min anm.) induced suppression, impaired gonadotropin stimulation of the Leydig cell and CA mediated alterations in gonadal blood supply.”

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8058345

Sammanfattning:

Det är krångligt att hitta mer direkta studier på människor, av förklarliga anledningar, för att det förmodligen är en ganska ”invasive” manöver (det gör ont och är jobbigt) att plocka lite leydig-celler från pungen.

Sammanfattningsvis ökar intensiv träning i regel testosteronnivåer, förmodligen via stimulering av beta-adrenerga receptorer via katekolaminer som ökar nivåer av cAMP etc. Ökad blodtillförsel och andra saker kan påverka också. Kortisolnivåer under väldigt hårda och långa pass kan inhibera testosteronproduktion. Samt eventuellt väldigt höga nivåer av katekolaminer vid extrem akut stress.

Mycket ger vid handen att katekolaminer via beta-adrenerga receptorer på leydig-celler kan stimulera testosteronsyntes i ballarna och att antagonisering av sagda receptorer minskar testosteronmängderna i blodet.

Jag tänkte i nästa inlägg prata närmare om kvinnor och hormoner; effekter på träning, fysiologi och stress.