Publicado en Febrero 22, 2016 por Giuseppe Gangarossa in Neurociencia basica, Endocrinología, Memoria y aprendizaje, Hormonas sexuales
Cuando pensamos en las hormonas sexuales, especialmente los estrógenos y los andrógenos, generalmente los asociamos con el sexo, el género y el desarrollo del cuerpo. Como todas las hormonas, son mensajeros químicos, sustancias producidas en una parte del cuerpo que le dicen a otras partes qué hacer. Sin embargo, a menudo tenemos la tendencia a olvidar el enorme impacto que tienen estas hormonas esteroides en las funciones cerebrales. A partir de estudios en animales, ha quedado claro que durante el desarrollo temprano, la exposición del cerebro a la testosterona y al estradiol, las hormonas presentes tanto en hombres como en mujeres, conduce a cambios irreversibles en el sistema nervioso (McCarthy et al., 2012). Un creciente y muy atractivo cuerpo de ciencia sugiere que las hormonas sexuales desempeñan un papel neuromodulador en la función cerebral cognitiva (Janowsky, 2006). Además, las disfunciones de la testosterona (hipogonadismo, castración química, etc.) han demostrado estar asociadas con defectos de memoria. Sin embargo, a pesar de estos avances, sigue siendo un enigma cómo las hormonas sexuales afectan el cerebro.
En un interesante artículo publicado en PLoS ONE, Picot y sus colegas trataron de completar una pieza del rompecabezas. Investigaron los efectos neurobiológicos de la ablación del receptor cerebral de andrógenos (AR) sobre la plasticidad del hipocampo y el rendimiento cognitivo en roedores machos (Picot et al., 2016). Aunque varios informes ya han destacado un vínculo entre las hormonas sexuales y la función cognitiva (Galea et al., 2008; Janowsky, 2006), se necesita hacer mucho más para dilucidar por completo las funciones "no sexuales" de los andrógenos.
Receptores de andrógenos, testosterona y función cerebral.
En el sistema nervioso central, la testosterona se une a la AR que se localiza en el citoplasma celular. Tras la unión y la activación del receptor, la AR puede translocarse al núcleo donde puede actuar como un factor de transcripción de unión al ADN, regulando así la transcripción del gen. Cuando observamos los patrones de expresión de AR en el cerebro, encontramos que se localiza en gran medida en la corteza cerebral y el hipocampo, que son regiones asociadas con funciones cognitivas altas, como la memoria, el aprendizaje, la motivación y la atención.
Usando una línea de ratón que carece de expresión de AR específicamente en el sistema nervioso, los autores observaron una disminución neta en el procesamiento temporal de la información de la memoria. Este tipo de memoria representa la capacidad de recordar el orden en que un sujeto ha experimentado los objetos o eventos. Los ratones con eliminación de AR neural fueron incapaces de discriminar entre dos objetos temporalmente distintos en una tarea de clasificación temporal en la que los roedores de tipo salvaje podían discriminar entre objetos visuales que se presentaron en un orden temporal específico (el primer objeto versus el más reciente visto) (Figura 1 y XNUMX). El procesamiento temporal y de reconocimiento son dos componentes críticos de la memoria episódica. Como tal, para disociar si el déficit observado podría deberse a un deterioro en el primero o el último proceso, los autores realizaron una tarea de procesamiento no temporal, la prueba de memoria de reconocimiento de objetos, en la cual los ratones tienen que discriminar entre un familiar y Un objeto no familiar. Curiosamente, los ratones mutantes fueron capaces de hacer la discriminación, lo que sugiere que el proceso de reconocimiento está intacto después de la eliminación genética AR (Figura 1 y XNUMX). En conjunto, este conjunto de datos indica que los andrógenos pueden afectar el procesamiento del orden temporal de la memoria episódica, una función fuertemente dañada en la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, "si este déficit puede ser causado por una consolidación defectuosa o por una recuperación de memoria dañada tendrá que ser explorado”, Dice la Dra. Sakina Mhaouty-Kodja, autora principal del estudio y líder del equipo.
Figura 1. Los ratones knock-out del receptor de andrógenos muestran deficiencias en una tarea de memoria de orden temporal (a, c) pero el reconocimiento normal de la novedad (b, d).
Receptores de andrógenos y plasticidad cerebral.
El hipocampo está fuertemente implicado en el procesamiento temporal de la información de la memoria. Dados los resultados de comportamiento y el alto nivel de expresión de AR en esta estructura relacionada con la memoria, los autores decidieron investigar si la eliminación de AR podía alterar la plasticidad del cerebro. Utilizando técnicas electrofisiológicas, Picot y sus colegas encontraron que los hipocampos de ratones con ablación AR neuronal eran menos "plástico"Como se detectó una reducción significativa en la potenciación a largo plazo (LTP) (Figura 2 y XNUMX). Se sabe que la LTP es el sustrato celular y molecular de las funciones de aprendizaje y memoria (Lynch, 2004). Aunque de alguna manera falta un vínculo directo entre el comportamiento y la LTP, es tentador imaginar que la AR cerebral puede ser fundamental para el funcionamiento neuronal. De hecho, de acuerdo con los experimentos LTP, los autores observaron que los ratones mutantes AR mostraban una transmisión sináptica basal reducida, aunque no se detectó ninguna modificación de los receptores ionotrópicos de glutamato, AMPA y NMDA. "La pérdida o regulación a la baja de la AR neural puede ser perjudicial para las funciones y comportamientos implementados por regiones específicas del cerebro.”, Sugirieron los autores.
Figura 2. La ausencia genética de AR altera la potenciación a largo plazo (LTP) en el hipocampo.
Descubrimientos futuros
Este estudio representa un importante paso adelante en la comprensión de las funciones no sexuales de las hormonas sexuales. "Es muy probable", Dice la Dra. Sakina Mhaouty-Kodja,"que las hormonas andrógenas pueden desempeñar un papel clave también en el cerebro femenino y un proyecto actual en el laboratorio está investigando este aspecto". De hecho, aunque con diferencias en los contenidos hormonales, tanto los hombres como las mujeres expresan receptores para los andrógenos (AR) y los estrógenos (ER), lo que sugiere que nuestro cerebro es más complejo de lo que pensábamos. Muchas preguntas interesantes surgen de este y otros estudios. ¿Podemos entonces hablar de un cerebro sexual? ¿Son los cerebros masculinos y femeninos tan extremadamente diferentes como creemos, o por el contrario, sorprendentemente similares? Este es un campo de investigación extremadamente emocionante y en expansión que llevará a descubrimientos importantes, que cambiarán la forma en que entendemos el cerebro.
Referencias
- McCarthy MM, Arnold AP, Ball GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Diferencias de sexo en el cerebro: la verdad no tan inconveniente. J Neurosci 32: 2241–2247
- Janowsky JS (2006). Pensando con tus gónadas: testosterona y cognición. Tendencias Cogn Sci. 10: 77 – 82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). La eliminación del receptor de andrógenos neuronales afecta el procesamiento temporal de los objetos y los mecanismos dependientes de CA1 del hipocampo. Más uno. 5 de febrero; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL, et al. (2008). La regulación endocrina de la cognición y la neuroplasticidad: nuestra búsqueda para revelar la interacción compleja entre las hormonas, el cerebro y el comportamiento. Can J Exp Psychol Rev Can Psychol Expérimentale. 62: 247 – 260
- Lynch MA (2004). Potenciación y memoria a largo plazo. Physiol Rev. Jan; 84 (1): 87-136
Agradecimientos
El autor agradece a Teresita Cruz por su ayuda.
Todos los puntos de vista expresados son los del autor, y no necesariamente reflejan los de PLOS. Este artículo no pretende fomentar el consumo excesivo de alcohol.
Giuseppe Gangarossa recibió su doctorado en Ciencias Biomédicas, especialidad en Neurociencias, de la Universidad de Bolonia. Ha sido becario visitante en el Karolinska Institutet (Sotckholm, Suecia) e Inserm (Montpellier, Francia) y actualmente es posdoctorado en el Collège de France (París, Francia). Su principal tema de investigación son los trastornos cerebrales relacionados con la dopamina. Puedes seguirlo en twitter @PeppeGanga
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