Publikováno únor 22, 2016 od Giuseppe Gangarossa in Základní neurovědy, Endokrinologie, Paměť a učení, Sexuální hormony
Když přemýšlíme o pohlavních hormonech, zejména o estrogenech a androgenech, obvykle je spojujeme s pohlavím, pohlavím a vývojem těla. Stejně jako všechny hormony jsou to chemické posly, látky produkované v jedné části těla, které dále říkají ostatním částem, co mají dělat. Často však máme tendenci zapomenout na obrovský dopad těchto steroidních hormonů na mozkové funkce. Ze studií na zvířatech vyšlo najevo, že během časného vývoje vede mozek k působení testosteronu a estradiolu, hormonů přítomných jak u mužů, tak u žen, k nevratným změnám nervového systému (McCarthy et al., 2012). Rostoucí a velmi přitažlivá vědecká skupina naznačuje, že pohlavní hormony hrají neuromodulační roli v kognitivní mozkové funkci (Janowsky, 2006). Navíc se ukázaly, že dysfunkce testosteronu (hypogonadismus, chemická kastrace atd.) Jsou spojeny s defekty paměti. Navzdory těmto pokrokům však stále zůstává záhadou, jak pohlavní hormony ovlivňují mozek.
V zajímavém článku zveřejněném v PLOS ONE, Picot a jeho kolegové se pokusili vyplnit jeden kousek skládačky. Zkoumali neurobiologické účinky ablace mozkového androgenového receptoru (AR) na hippocampální plasticitu a kognitivní výkonnost u samců hlodavců (Picot et al., 2016). Ačkoli již několik zpráv zdůraznilo souvislost mezi pohlavními hormony a kognitivními funkcemi (Galea et al., 2008; Janowsky, 2006), je třeba udělat mnohem více, aby bylo možné plně objasnit „nesexuální“ funkce androgenů.
Receptory androgenů, testosteron a funkce mozku
V centrálním nervovém systému se testosteron váže na AR, který je lokalizován v buněčné cytoplazmě. Po navázání a aktivaci receptoru se AR může přemístit do jádra, kde může působit jako transkripční faktor vázající DNA, a tím regulovat transkripci genu. Když se podíváme na expresní vzorce AR v mozku, zjistíme, že se vysoce lokalizuje v mozkové kůře a hippocampu, což jsou oblasti spojené s vysokými kognitivními funkcemi, jako je paměť, učení, motivace a pozornost.
Pomocí myší linie postrádající AR expresi specificky v nervovém systému, autoři pozorovali čistý pokles v časovém zpracování paměťových informací. Tento typ paměti představuje schopnost zapamatovat si pořadí, ve kterém objekty nebo události byly předmětem subjektu. Neurální AR-deletované myši nebyly schopny rozlišit mezi dvěma dočasně odlišnými objekty v úkolu časové klasifikace, ve kterém hlodavci divokého typu byli schopni rozlišovat mezi vizuálními objekty, které byly prezentovány ve specifickém časovém pořadí (první versus poslední viděný objekt) (Obrázek 1). Časové zpracování a rozpoznávání jsou dvě kritické složky epizodické paměti. Za účelem disociace toho, zda by pozorovaný deficit mohl být způsoben poškozením v dřívějším nebo druhém procesu, autoři provedli úlohu dočasného zpracování, test paměti rozpoznávání objektů, ve kterém myši musí rozlišovat mezi známým a neznámý objekt. Je zajímavé, že mutantní myši dokázaly rozlišit, což naznačuje, že zpracování rozpoznávání je po genetické deleci AR neporušené (Obrázek 1). Celkově tato sada údajů naznačuje, že androgeny mohou ovlivnit zpracování časového pořadí epizodické paměti, což je funkce silně narušená u Alzheimerovy choroby. Nicméně, "bude třeba prozkoumat, zda tento deficit může být způsoben vadnou konsolidací nebo zhoršeným vyhledáváním paměti“, Říká Dr. Sakina Mhaouty-Kodja, vedoucí autorka studie a vedoucí týmu.
Obrázek 1. Myši s knock-outem androgenního receptoru vykazují poruchy v úkolu paměti dočasného řádu (a, c), ale normální rozpoznávání novosti (b, d).
Receptory androgenů a plasticita mozku
Hippocampus je silně zapojen do časového zpracování informací o paměti. Vzhledem k behaviorálním výsledkům a vysoké úrovni exprese AR v této struktuře související s pamětí se autoři rozhodli prozkoumat, zda delece AR byla schopna změnit plasticitu mozku. Pomocí elektrofyziologických technik Picot a jeho kolegové zjistili, že hippocampi neurálních AR-ablaci myší byly méně “plastický“Bylo zjištěno významné snížení dlouhodobé potenciace (LTP) (Obrázek 2). O LTP je známo, že je buněčným a molekulárním substrátem funkcí učení a paměti (Lynch, 2004). Ačkoli přímá souvislost mezi chováním a LTP jaksi chybí, je lákavé představit si, že mozková AR může být pro fungování neuronů kritická. Ve skutečnosti, v souladu s experimenty LTP, autoři pozorovali, že AR-mutantní myši vykazovaly snížený bazální synaptický přenos, i když nebyla detekována žádná modifikace ionotropních glutamátových receptorů, AMPA a NMDA. "Ztráta nebo down-regulace nervové AR může pak být škodlivá pro funkce a chování implementované specifickými oblastmi mozku“, Navrhli autoři.
Obrázek 2. Genetická absence AR mění dlouhodobou potenciaci (LTP) v hippocampu.
Budoucí objevy
Tato studie představuje důležitý krok vpřed v porozumění non-sexuálních funkcí pohlavních hormonů. „Je to velmi pravděpodobnéSakina Mhaouty-Kodja říká: „že androgenní hormony mohou hrát klíčovou roli také v ženském mozku a tento aspekt zkoumá současný projekt v laboratoři“. Ve skutečnosti, i když s rozdíly v hormonálním obsahu, muži i ženy exprimují receptory pro androgeny (AR) a estrogeny (ER), což naznačuje, že náš mozek je skutečně složitější, než jsme si mysleli. Z tohoto a dalších studií vyvstává mnoho zajímavých otázek. Můžeme pak mluvit o sexuálním mozku? Jsou mužské a ženské mozky tak extrémně odlišné, jak věříme, nebo naopak, překvapivě podobné? Toto je velmi vzrušující a rozšiřující se výzkumné pole, které povede k důležitým objevům, které změní způsob, jakým rozumíme mozku.
Reference
- McCarthy MM, Arnold AP, Ball GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Sexuální rozdíly v mozku: ne tak nepohodlná pravda. J Neurosci 32: 2241–2247
- Janowsky JS (2006). Myšlení se svými gonádami: testosteron a poznání. Trendy Cogn Sci. 10: 77 – 82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). Neurální androgenní receptory delece narušují časové zpracování objektů a hipokampální CA1-závislé mechanismy. PLoS One. 5. února; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL, et al. (2008). Endokrinní regulace poznání a neuroplasticity: naše snaha odhalit komplexní interakci mezi hormony, mozkem a chováním. Může J Exp Psychol Rev Může Psychol Expérimentale. 62: 247 – 260
- Lynch MA (2004). Dlouhodobá potenciace a paměť. Physiol Rev. Jan; 84 (1): 87-136
Poděkování
Autor je vděčný Teresitě Cruz za pomoc.
Jakékoli vyjádřené názory jsou názory autora a nemusí nutně odrážet názory PLOS. Účelem tohoto článku není podněcovat nadměrnou konzumaci alkoholu.
Giuseppe Gangarossa získal doktorát z biomedicínských věd, specializace Neuroscience, na Boloňské univerzitě. Byl hostujícím členem Karolinska Institutet (Sotckholm, Švédsko) a Inserm (Montpellier, Francie) a v současné době postdoktorandem na Collège de France (Paříž, Francie). Jeho hlavním výzkumným tématem jsou poruchy mozku spojené s dopaminem. Můžete ho sledovat na Twitteru @PeppeGanga
;
