Publicat el febrer de 22, 2016 de Giuseppe Gangarossa in Neurociència bàsica, endocrinologia, Memòria i Aprenentatge, Hormones sexuals
Quan pensem en hormones sexuals, especialment en estrògens i andrògens, normalment els associem amb el desenvolupament del sexe, el gènere i el cos. Com totes les hormones, són missatgers químics, substàncies produïdes en una part del cos que continuen dient a altres parts què fer. No obstant això, sovint tenim la tendència a oblidar l’enorme impacte que tenen aquestes hormones esteroides en les funcions cerebrals. Des dels estudis sobre animals, ha quedat clar que durant el desenvolupament primerenc, l’exposició del cervell a la testosterona i l’estradiol, hormones presents tant en mascles com en dones, provoca canvis irreversibles en el sistema nerviós (McCarthy et al., 2012). Un cos científic creixent i molt atractiu suggereix que les hormones sexuals tenen un paper neuromodulador en la funció cognitiva del cervell (Janowsky, 2006). A més, les disfuncions de testosterona (hipogonadisme, castració química, etc.) s'han mostrat associades a defectes de memòria. No obstant això, malgrat aquests avenços, encara continua sent un enigma com les hormones sexuals afecten el cervell.
En un document interessant publicat a PLOS ONE, Picot i els seus col·legues van intentar omplir un tros del trencaclosques. Van investigar els efectes neurobiològics de l’ablació del receptor d’androgènics cerebrals (AR) sobre la plasticitat de l’hipocamp i el seu rendiment cognitiu en rosegadors masculins (Picot et al., 2016). Tot i que diversos informes ja han destacat un vincle entre les hormones sexuals i la funció cognitiva (Galea et al., 2008; Janowsky, 2006), cal fer molt més per esbrinar les funcions "no sexuals" dels andrògens.
Receptors d'andrògens, testosterona i funció cerebral
Al sistema nerviós central, la testosterona s'uneix a AR que està localitzada al citoplasma cel·lular. Després de l’activació de l’enllaç i del receptor, l’AR pot translocar-se al nucli on pot actuar com a factor de transcripció d’adhesió de DNA, regulant així la transcripció de gens. Quan observem els patrons d’expressió de l’AR al cervell, trobem que localitza molt a l’escorça cerebral i a l’hipocamp, que són regions associades a funcions cognitives altes com la memòria, l’aprenentatge, la motivació i l’atenció.
Utilitzant una línia de ratolí sense expressió AR específicament en el sistema nerviós, els autors van observar una disminució neta en el processament temporal de la informació de la memòria. Aquest tipus de memòria representa la capacitat de recordar l'ordre en què els subjectes o els objectes han estat experimentats. Els ratolins neurals AR-esborrats van ser incapaços de discriminar entre dos objectes temporals diferents en una tasca de classificació temporal en la qual els rosegadors de tipus salvatge van ser capaços de discriminar entre objectes visuals que es presentaven en un ordre temporal específic (el primer contra l'objecte més recent vist) (figura 1). El processament temporal i de reconeixement són dos components crítics de la memòria episòdica. Com a tal, per tal de dissociar si el dèficit observat es pot deure a un deteriorament en el primer o en el segon procés, els autors van realitzar una tasca de processament no temporal, la prova de memòria de reconeixement d'objectes, en la qual els ratolins han de discriminar entre un familiar i un objecte no familiar. Curiosament, els ratolins mutants van ser capaços de fer la discriminació, el que suggereix que el processament del reconeixement està intacte després de la supressió genètica de l’AR (figura 1). En conjunt, aquest conjunt de dades indica que els andrògens poden afectar el processament de l’ordre temporal de la memòria episòdica, una funció fortament deteriorada en la malaltia d’Alzheimer. Malgrat això, "caldrà explorar si aquest dèficit pot ser causat per una consolidació defectuosa o per una recuperació de memòria deteriorada", Diu la Dra. Sakina Mhaouty-Kodja, autora principal de l'estudi i capdavanter de l'equip.
Figura 1. Els ratolins knock-out receptors d'andrògens mostren alteracions en una tasca de memòria d'ordre temporal (a, c), però el reconeixement normal de novetat (b, d).
Receptors d'andrògens i plasticitat cerebral
L’hipocamp està fortament implicat en el processament temporal de la informació de la memòria. Tenint en compte els resultats del comportament i l’alt nivell d’expressió AR en aquesta estructura relacionada amb la memòria, els autors van decidir investigar si la supressió de l’AR era capaç d’alterar la plasticitat del cervell. Utilitzant tècniques electrofisiològiques, Picot i els seus col·legues van trobar que els hipocamps de ratolins neuronals amb AR van ser menys "de plàstic"Ja que es va detectar una reducció significativa de la potenciació a llarg termini (LTP) (figura 2). Se sap que el LTP és el substrat cel·lular i molecular de les funcions d’aprenentatge i memòria (Lynch, 2004). Tot i que d'alguna manera falta un vincle directe entre el comportament i l'LTP, és temptador imaginar que la RA cerebral pot ser fonamental per al funcionament neuronal. De fet, d'acord amb els experiments de LTP, els autors van observar que els ratolins mutants AR presentaven una transmissió sinàptica basal reduïda, tot i que no es va detectar cap modificació dels receptors de glutamat ionotròpic, AMPA i NMDA. "La pèrdua o disminució de la regulació de l’AR neuronal pot ser perjudicial per a les funcions i conductes implementades per regions cerebrals específiques", Van suggerir els autors.
Figura 2. L’absència genètica d’AR modifica la potenciació a llarg termini (LTP) de l’hipocamp.
Descobriments futurs
Aquest estudi suposa un important pas endavant en la comprensió de les funcions no sexuals de les hormones sexuals. "És molt probable", Diu la Dra. Sakina Mhaouty-Kodja,"que les hormones andrògiques poden tenir un paper clau també en el cervell femení i un projecte actual al laboratori està investigant aquest aspecte". De fet, encara que amb diferències en els continguts hormonals, tant els homes com les femelles expressen receptors per als andrògens (AR) i els estrògens (ER), el que suggereix que el nostre cervell és realment més complex del que pensàvem. S’està plantejant moltes preguntes interessants d’aquest i d’altres estudis. Podem parlar d’un cervell sexual? Els cervells masculins i femenins són tan diferents com creiem o, per contra, sorprenentment semblants? Aquest és un camp de recerca extremadament emocionant i en expansió que donarà lloc a descobriments importants, que canviaran la manera d'entendre el cervell.
referències
- McCarthy MM, Arnold AP, Ball GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Diferències sexuals al cervell: la veritat no tan incòmoda. J Neurosci 32: 2241-2247
- Janowsky JS (2006). Pensar amb les teves gònades: testosterona i cognició. Tendències cognitives Sci. 10: 77 – 82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). La supressió del receptor d'andrògens neurals afecta el processament temporal d'objectes i mecanismes dependents de l'hipocamp CA1. PLoS One. 5 de febrer; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL, et al. (2008). Regulació endocrina de la cognició i la neuroplasticitat: la nostra recerca per descobrir la complexa interacció entre hormones, cervell i comportament. Can J Exp Psychol Rev Can Psychol Expérimentale. 62: 247 – 260
- Lynch MA (2004). Potenciació i memòria a llarg termini. Physiol Rev. Jan; 84 (1): 87-136
Agraïments
L’autor agraeix la seva ajuda a Teresita Cruz.
Totes les opinions expressades són les de l’autor i no reflecteixen necessàriament les de PLOS. Aquest article no pretén fomentar el consum excessiu d'alcohol.
Giuseppe Gangarossa es va doctorar en Ciències Biomèdiques, especialitat Neurociències, per la Universitat de Bolonya. Ha estat becari visitant al Karolinska Institutet (Sotckholm, Suècia) i a l'Inserm (Montpeller, França) i actualment és postdoctoral al Collège de France (París, França). El seu principal tema de recerca són els trastorns cerebrals relacionats amb la dopamina. El podeu seguir a twitter @PeppeGanga
;