Geplaas Februarie 22, 2016 by Giuseppe Gangarossa in Basiese Neurowetenskap, endokrinologie, Geheue en leer, Seks Hormone
Wanneer ons dink aan sekshormone, veral oestrogenen en androgenen, assosieer ons hulle gewoonlik met seks, geslag en liggaamsontwikkeling. Soos alle hormone, is hulle chemiese boodskappers, stowwe wat in een deel van die liggaam geproduseer word wat ander dele vertel wat om te doen. Ons het egter dikwels die neiging om die enorme impak wat hierdie steroïedhormone op breinfunksies het, te vergeet. Uit dierstudies het dit duidelik geword dat tydens vroeë ontwikkeling die blootstelling van die brein tot testosteroon en estradiol, hormone teenwoordig in mans en vroue, tot onomkeerbare veranderinge in die senuweestelsel lei (McCarthy et al., 2012). 'N groeiende en baie aantreklike liggaam van wetenskap dui daarop dat seks hormone 'n neuromodulerende rol speel in die kognitiewe breinfunksie (Janowsky, 2006). Daarbenewens het testosteroon disfunksies (hipogonadisme, chemiese kastrasie, ens.) Getoon dat dit geassosieer word met geheue defekte. Nieteenstaande hierdie vooruitgang bly dit egter 'n raaisel oor hoe sekshormone die brein beïnvloed.
In 'n interessante artikel gepubliseer in PLoS ONE, Picot en kollegas het probeer om een stuk van die legkaart in te vul. Hulle het die neurobiologiese effekte van serebrale androgeenreseptor (AR) ablasie op hippokampale plastisiteit en kognitiewe prestasie in manlike knaagdiere ondersoek (Picot et al., 2016). Alhoewel verskeie verslae reeds 'n verband tussen geslagshormone en kognitiewe funksie beklemtoon het (Galea et al., 2008; Janowsky, 2006), moet baie meer gedoen word om die "nie-seksuele" funksies van androgene ten volle te verklaar.
Androgeen reseptore, testosteroon en breinfunksie
In die sentrale senuweestelsel bind testosteroon aan AR wat in die sel sitoplasma gelokaliseer word. By bindende en reseptoraktivering kan AR verplaas in die kern waar dit kan optree as 'n DNA-bindende transkripsiefaktor, wat dus gentranskripsie reguleer. Wanneer ons na die uitdrukkingspatrone van AR in die brein kyk, vind ons dat dit hoogs gelokaliseer word in die serebrale korteks en die hippokampus, wat streke hou wat verband hou met hoë kognitiewe funksies soos geheue, leer, motivering en aandag.
Met behulp van 'n muislyn sonder AR uitdrukking spesifiek in die senuweestelsel, het die skrywers 'n netto afname in die temporale verwerking van geheue-inligting waargeneem. Hierdie tipe geheue verteenwoordig die vermoë om die volgorde waarin voorwerpe of gebeurtenisse deur 'n vak ervaar is, te onthou. Neurale AR-verwyderde muise was nie in staat om tussen twee tydelike afsonderlike voorwerpe te diskrimineer in 'n tydelike klassifikasie taak waarin wilde-knaagdiere onderskei kon word tussen visuele voorwerpe wat in 'n spesifieke tydelike volgorde aangebied is (die eerste versus die mees onlangse voorwerp gesien) (Figuur 1). Temporale en herkenningsverwerking is twee kritiese komponente van episodiese geheue. Om sodoende te onderskei of die waargenome tekort die gevolg is van waardedaling in die vorige of laasgenoemde proses, het die outeurs 'n nie-tydelike verwerkingstaak uitgevoer, die voorwerpherkenninggeheugentest, waarin muise tussen 'n bekende en 'n onbekende voorwerp. Interessant genoeg, was mutante muise in staat om die diskriminasie te maak, wat daarop dui dat erkenningsverwerking onvoltooid is na AR-genetiese skrapping (Figuur 1). Altesaam, hierdie stel data dui daarop dat androgene kan beïnvloed verwerking van die temporale orde van episodiese geheue, 'n funksie wat sterk in Alzheimer se siekte aangetas word. Maar, "of hierdie tekort veroorsaak kan word deur 'n gebrekkige konsolidasie of deur 'n verswakte geheueherwinning, moet ondersoek word", Sê dr. Sakina Mhaouty-Kodja, senior skrywer van die studie en spanleier.
Figuur 1. Androgen reseptor uitklop muise toon gestremdhede in 'n temporale volgorde geheue taak (a, c), maar normale nuwigheid erkenning (b, d).
Androgeen reseptore en brein plastisiteit
Die hippokampus is sterk betrokke by die tydelike verwerking van geheue-inligting. Gegewe die gedragsresultate en die hoë vlak van AR-uitdrukking in hierdie geheue-verwante struktuur, het die skrywers besluit om te ondersoek of AR-skrapping die breinplastisiteit kon verander. Met behulp van elektrofisiologiese tegnieke het Picot en kollegas bevind dat die hippocampi van neurale AR-geablateerde muise minder "plastiek"As 'n beduidende vermindering in die langtermyn potensiering (LTP) is opgespoor (Figuur 2). LTP is bekend as die sellulêre en molekulêre substraat van leer- en geheuefunksies (Lynch, 2004). Alhoewel 'n direkte verband tussen gedrag en LTP op die een of ander manier ontbreek, is dit aanloklik om te dink dat serebrale AR van kritieke belang vir neuronale funksionering kan wees. In ooreenstemming met die LTP-eksperimente het die outeurs waargeneem dat AR-mutante muise verminderde basiese sinaptiese oordrag toon, hoewel geen verandering van die ionotrope glutamaatreseptore, AMPA en NMDA, bespeur is nie. 'Die verlies of afregulering van neurale AR kan dan nadelig wees vir funksies en gedrag wat deur spesifieke breinstreke geïmplementeer word", Het die skrywers voorgestel.
Figuur 2. Genetiese afwesigheid van AR verander langtermyn potensiering (LTP) in die hippokampus.
Toekomstige ontdekkings
Hierdie studie verteenwoordig 'n belangrike stap vorentoe in die begrip van nie-seksuele funksies van geslagshormone. "Dit is baie waarskynlik", Sê dr. Sakina Mhaouty-Kodja,"dat androgeenhormone ook 'n belangrike rol in die vroulike brein kan speel en 'n huidige projek in die laboratorium ondersoek hierdie aspek". Trouens, alhoewel met verskille in die hormonale inhoud, beide mans en vrouens reseptore vir androgenen (AR) en oestrogenen (ER) uitdruk, wat daarop dui dat ons brein inderdaad meer kompleks is as wat ons gedink het. Baie interessante vrae kom uit hierdie en ander studies. Mag ons dan oor 'n seksuele brein praat? Is manlike en vroulike brein so baie anders as wat ons glo, of integendeel, verrassend dieselfde? Dit is 'n uiters opwindende en uitgebreide navorsingsveld wat tot belangrike ontdekkings sal lei, wat die manier waarop ons die brein verstaan, sal verander.
Verwysings
- McCarthy MM, Arnold AP, Ball GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Seksverskille in die brein: die nie so ongemaklike waarheid nie. J Neurosci 32: 2241–2247
- Janowsky JS (2006). Dink met jou gonads: testosteroon en kognisie. Neigings Cogn Sci. 10: 77-82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). Neetale androgeen reseptor verwydering benadeel die tydelike verwerking van voorwerpe en Hippocampus CA1-afhanklike meganismes. PLoS Een. 5 Februarie; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL, et al. (2008). Endokriene regulering van kognisie en neuroplastisiteit: ons strewe om die komplekse interaksie tussen hormone, die brein en gedrag te onthul. Kan J Exp Psychol Rev kan Psychol Expérimentale. 62: 247-260
- Lynch MA (2004). Langtermyn potensiaal en geheue. Physiol Eerw. Jan; 84 (1): 87-136
Bedankings
Die skrywer is Teresita Cruz dankbaar vir hulp.
Enige menings wat uitgespreek word, is dié van die outeur, en weerspieël nie noodwendig dié van PLOS nie. Hierdie artikel is nie bedoel om oormatige alkoholverbruik aan te moedig nie.
Giuseppe Gangarossa behaal sy PhD in Biomediese Wetenskappe, spesiale neurowetenskap, aan die Universiteit van Bologna. Hy was 'n besoekende genoot aan die Karolinska Institutet (Sotckholm, Swede) en Inserm (Montpellier, Frankryk) en hy is tans 'n postdoktor aan die Collège de France (Parys, Frankryk). Sy belangrikste navorsingsonderwerp is dopamienverwante breinafwykings. U kan hom op Twitter volg @PeppeGanga
;
