Feladta 22, 2016, február Giuseppe Gangarossa in Alapvető idegtudomány, Endokrinológia, Memória és tanulás, Szexhormonok
Amikor a nemi hormonokra, nevezetesen az ösztrogénekre és az androgénekre gondolunk, ezeket általában a nemekkel, a nemekkel és a test fejlődésével társítjuk. Mint minden hormon, ezek kémiai hírvivők, olyan anyagok, amelyek a test egyik részén termelődnek, és továbbadják a többi résznek, hogy mit kell tenni. Gyakran azonban hajlamosak elfelejteni a szteroid hormonoknak az agyi funkciókra gyakorolt óriási hatását. Állatkísérletekből kiderült, hogy a korai fejlődés során az agy tesztoszteronnal és ösztradiollal - a férfiakban és a nőkben jelen lévő hormonokkal - való kitettség az idegrendszer visszafordíthatatlan változásaihoz vezet (McCarthy et al., 2012). Az egyre növekvő és nagyon vonzó tudományos kutatás azt sugallja, hogy a nemi hormonok neuromoduláló szerepet játszanak a kognitív agyműködésben (Janowsky, 2006). Ráadásul a tesztoszteron diszfunkciók (hipogonadizmus, kémiai kasztráció stb.) Kimutatták, hogy összefüggésben vannak a memória hibáival. Ezen fejlemények ellenére továbbra is rejtély marad, hogy a nemi hormonok miként befolyásolják az agyat.
Egy érdekes cikkben, amelyet a PLoS ONE, Picot és munkatársai megpróbálták kitölteni a puzzle egyik darabját. Vizsgálták az agyi androgén receptor (AR) abláció neurobiológiai hatásait a hippokampusz plaszticitására és kognitív teljesítményére férfi rágcsálókban (Picot et al., 2016). Noha számos jelentés már rámutatott a nemi hormonok és a kognitív funkció közötti kapcsolatra (Galea et al., 2008; Janowsky, 2006), még sokkal többet kell tenni az androgének „nem szexuális” funkcióinak teljes körű felderítése érdekében.
Androgén receptorok, a tesztoszteron és az agy működése
A központi idegrendszerben a tesztoszteron kötődik az AR-hez, amely a sejt citoplazmájában lokalizálódik. Köteleződés és receptor aktiválás után az AR átfordulhat a magba, ahol DNS-kötő transzkripciós faktorként működhet, szabályozva ezáltal a gén transzkripcióját. Ha megvizsgáljuk az AR expressziós mintázatát az agyban, azt találjuk, hogy az erősen lokalizálódik az agykéregben és a hippokampusban, amelyek olyan régiókban vannak, amelyek magas kognitív funkciókkal járnak, mint például a memória, a tanulás, a motiváció és a figyelem.
Egy olyan egérvonalat használva, amelynek kifejezetten az AR expressziója nem volt az idegrendszerben, a szerzők megfigyelték a memóriainformációk ideiglenes feldolgozásának nettó csökkenését. Ez a típusú memória azt a képességet képviseli, amely képes megjegyezni azt a sorrendet, amelyben az alanyok tárgyakat vagy eseményeket tapasztaltak meg. A neurális AR-törölt egerek nem voltak képesek megkülönböztetni két, időben egymástól különálló objektumot egy olyan időbeli osztályozási feladatban, amelyben a vad típusú rágcsálók képesek voltak megkülönböztetni a vizuális tárgyakat, amelyeket egy meghatározott időrendi sorrendben mutatnak be (az első és a legutóbbi látott objektum). (ábra 1). Az időbeli és a felismerés feldolgozása az epizodikus memória két kritikus eleme. Mint ilyen, annak elhatárolására, hogy a megfigyelt hiány oka lehet-e az előző vagy az utóbbi folyamat károsodása, a szerzők nem időbeli feldolgozási feladatot, az objektumfelismerési memória tesztet hajtottak végre, amelyben az egereknek meg kell különböztetniük egy ismerős és a egy nem ismerős tárgy. Érdekes módon a mutáns egerek képesek voltak megkülönböztetést tenni, ami arra utal, hogy a felismerés feldolgozása ép az AR genetikai delécióját követően (ábra 1). Összességében ez az adatkészlet azt jelzi, hogy az androgének befolyásolhatják az epizodikus memória időbeli sorrendjének feldolgozását, ami egy Alzheimer-kórban súlyosan káros funkció. Azonban, "Meg kell vizsgálni, hogy ezt a hiányt hibás konszolidáció vagy hibás memória-visszakeresés okozhatja-e"- mondja Dr. Sakina Mhaouty-Kodja, a tanulmány vezető szerzője és a csoportvezető.
Ábra 1. Az androgénreceptor által kivetett egerek károsodásokat mutatnak az időbeli sorrendű memória feladatban (a, c), de a normál újszerűség felismerése (b, d).
Androgén receptorok és az agy plaszticitása
A hippokampusz erősen befolyásolja a memóriainformációk ideiglenes feldolgozását. Tekintettel a viselkedési eredményekre és az AR expressziójának magas szintjére ebben a memóriával kapcsolatos struktúrában, a szerzők úgy döntöttek, hogy megvizsgálják, hogy az AR deléció képes-e megváltoztatni az agy plaszticitását. Elektrofiziológiai technikák alkalmazásával Picot és munkatársai azt találták, hogy az idegi AR -vel ablált egerek hippokampája kevésbé volt „műanyagMivel a hosszú távú potencírozás (LTP) jelentős csökkenését észlelték (ábra 2). Az LTP a tanulás és a memória funkcióinak sejtes és molekuláris szubsztrátja (Lynch, 2004). Bár a viselkedés és az LTP közötti közvetlen kapcsolat valahogy hiányzik, csábító elképzelni, hogy az agyi AR kritikus lehet az idegsejtek működésében. Valójában az LTP kísérletekkel egyetértésben a szerzők megfigyelték, hogy az AR-mutáns egerek csökkent bazális szinaptikus transzmissziót mutattak, bár az ionotrop glutamát receptorok, az AMPA és az NMDA módosítását nem észlelték. „Az idegi AR elvesztése vagy alulszabályozása káros lehet az egyes agyi régiók által végrehajtott funkciókra és viselkedésre”- javasolta a szerzők.
Ábra 2. Az AR genetikai hiánya megváltoztatja a hippokampusz hosszú távú potenciációját (LTP).
Jövőbeli felfedezések
Ez a tanulmány fontos lépést jelent a nemi hormonok nem szexuális funkcióinak megértésében. „Nagyon valószínű"- mondja Dr. Sakina Mhaouty-Kodja:hogy az androgén hormonok kulcsszerepet játszhatnak a női agyban is, és a laboratóriumban jelenleg zajló projekt vizsgálja ezt a szempontot”. Valójában, bár a hormontartalom különbségeinél, mind a férfiak, mind a nők expresszálják az androgének (AR) és az ösztrogének (ER) receptorokat, ami arra utal, hogy az agyunk valóban összetettebb, mint gondoltuk. Sok érdekes kérdés merül fel ebből és más tanulmányokból. Beszélhetünk egy szexuális agyról? A férfi és női agy ugyanolyan rendkívül eltérő, mint gondoljuk, vagy éppen ellenkezőleg, meglepően hasonló? Ez egy rendkívül izgalmas és bővülő kutatási terület, amely fontos felfedezésekhez vezet, amelyek megváltoztatják az agy megértésének módját.
Referenciák
- McCarthy MM, Arnold AP, Ball GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Nemi különbségek az agyban: a nem annyira kellemetlen igazság. J Neurosci 32: 2241–2247
- Janowsky JS (2006). Gondolkodás a gonidokkal: tesztoszteron és kogníció. Trends Cogn Sci. 10: 77 – 82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). A neurális androgénreceptor törlése rontja az objektumok és a Hippocampal CA1-függő mechanizmusainak időbeli feldolgozását. PLoS One. Február 5.; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL, et al. (2008). A kogníció és a neuroplaszticitás endokrin szabályozása: arra törekszünk, hogy a hormonok, az agy és a viselkedés összetett kölcsönhatásait feltárjuk. Can J Exp Psychol Rev Használhat Psychol Expérimentale. 62: 247 – 260
- Lynch MA (2004). Hosszú távú potencírozás és memória. Physiol Jan Jan; 84 (1): 87-136
Köszönetnyilvánítás
A szerző hálás Teresita Cruznek a segítségért.
A kifejezett vélemények a szerző véleményei, és nem feltétlenül tükrözik a PLOS nézeteit. Ez a cikk nem célja a túlzott alkoholfogyasztás ösztönzése.
Giuseppe Gangarossa doktori fokozatot szerzett az orvostudományi specialitásoktól a Bolognai Egyetemen. A Karolinska Institutet (Sotckholm, Svédország) és az Inserm (Montpellier, Franciaország) vendégtagja volt, és jelenleg a Collège de France (Párizs, Franciaország) posztdoktora. Fő kutatási témája a dopaminnal kapcsolatos agyi rendellenességek. Kövesse őt a twitteren @PeppeGanga
;
