Visszatérés a jövőbe: A serdülőkor és a serdülőkor számára adaptált szervezeti-aktivációs hipotézis (2009)

Schulz KM¹, Molenda-Figueira HA, Sisk CL.

Phoenix, Goy, Gerall és Young először az 1959-ban javasolta az agyban és a magatartásban fellépő hormon alapú szexuális különbségek szervezeti-aktivációs hipotézisét. Az eredeti hipotézis arra utalt, hogy a szteroid hormonok kifejlődése a fejlődés korai szakaszában masszulizál és idézi a neurális áramköröket, a felnőttkori hormonok viselkedési válaszainak programozásával. Ez a hipotézis számos kísérletet inspirált, amelyek bizonyítják, hogy a perinatális időszak a gonadális szteroid hormonok maximális érzékenysége. Laboratóriumunk és mások munkája azonban azt mutatja, hogy a szteroidfüggő viselkedésszervezés a serdülőkor során is előfordul, ami arra ösztönzi a fejlődési időkeret újraértékelését, amelyen belül a szervezeti hatások lehetségesek. Ezenkívül bizonyítékot szolgáltatunk arra, hogy a serdülőkor a szteroidfüggő hím párosodási magatartás egyetlen hosszan tartó, szülés utáni érzékeny periódusába tartozik, amely perinatálisan kezdődik és késő serdülőkorban végződik. Ezek az eredmények összhangban vannak a szervezeti / aktivációs hipotézis eredeti megfogalmazásával, de kiterjeszti a „korai” fejlődés jelentőségét. Végül bemutatjuk azt a bizonyítékot, hogy a női viselkedés a serdülőkor során is szteroidfüggő szervezeten megy keresztül, és hogy a társadalmi tapasztalat modulálja a szteroidfüggő serdülők agyát és viselkedési fejlődését. Az emberi serdülők fejlődésére gyakorolt ​​hatásokat is megvitatják, különös tekintettel arra, hogy az állatmodellek hogyan segíthetik tisztázni a pubertális időzítés és a felnőttkori pszichopatológia közötti összefüggéseket.

A Phoenix, Goy, Gerall és Young 1959 mérföldkövei elsőként azt mutatták, hogy mi lett az agy és a viselkedés hormon alapú szexuális különbségeinek szervezeti-aktivációs hipotézise.Phoenix és munkatársai, 1959). Ebben a hipotetikus keretrendszerben a tesztoszteron átmeneti emelkedése a prenatális vagy korai posztnatális fejlődés során masculinizál és megfertőzi a neurális áramköröket a férfiaknál, míg a nőstényekben a tesztoszteron hiánya nőies neurális fenotípus kialakulását eredményezi. A pubertás idején érett éréskor a herék és a petefészek hormonok korábban szexuálisan differenciált áramkörökre hatnak, hogy megkönnyítsék a nemi jellegű viselkedések kifejeződését bizonyos társadalmi kontextusokban. Az 1960-70-ekkel végzett kutatások a késői prenatális és korai újszülöttkori fejlődés során fellépő hormonfüggő szexuális differenciálódás legmagasabb érzékenységi időszakát azonosították. Baum, 1979; Wallen és Baum, 2002). Így az eredeti elképzelés az volt, hogy a szteroid hormonok korai fejlődési érzékeny időszak alatt szervezik az agyi struktúrát, és aktiválják a viselkedést a serdülőkorban és a felnőttkorban.

Az elmúlt 50 években a hormonok szervezeti és aktiváló hatásai közötti kettősség fogalmának kialakítása alakult ki. Az 1970-ekben Scott és munkatársai elméleti alapot szolgáltattak az idegrendszer progresszív szervezésének több érzékeny periódusának létezésére.Scott és munkatársai, 1974). Arnold és Breedlove az 1980-ekben azzal érveltek, hogy a szervezeti és az aktiváló hatások közötti különbség nem mindig egyértelmű, és hogy a szervezeti hatások lehetősége nem korlátozódik a korai idegi fejlődésre (Arnold és Breedlove, 1985). Scott (1974) megjegyezte, hogy a viselkedésfejlesztés érzékeny időszakai a leggyorsabb fejlődési időszakok során fordulnak elő, és azt is elmondták, hogy „egy másik nyilvánvaló kritikus időszak az emberi fejlődés számára a serdülőkor, amelyben a szexuális viselkedés sikeresen vagy sikertelenül szerveződik” , annak ellenére, hogy ebben az állításban kevés empirikus alap volt. Ebben a tanulmányban laboratóriumunk és mások munkáját vizsgáljuk, amelyek a szervezeti-aktivációs hipotézis továbbfejlesztését igénylik, különös tekintettel arra, hogy az az agy átalakításával kapcsolatos, amely a serdülőkorban történik. Először összefoglaljuk a viselkedési adatokat, amelyek arra utalnak, hogy a serdülőkor során válogatott gonadális szteroid hormonok második alkalommal szerveződnek a remodeling alatt álló serdülőkor. Ez az agyi szervezet második hulláma a korai idegrendszeri fejlődés során szexuálisan megkülönböztetett áramkörökre épül. Másodszor, azzal a kérdéssel fogjuk foglalkozni, hogy a serdülőkor a diszkrét érzékeny fejlődési időszak az agy szteroid hormonok szervezéséhez, különben a szexuális differenciálódás perinatális időszakától. Harmadszor, áttekintjük azokat a bizonyítékokat, amelyek szerint a petefészek hormonok aktív szerepet játszanak a női serdülők agyi szervezetében. Annak ellenére, hogy a vizsgálat nagy része a felnőtt férfiak viselkedésére gyakorolt ​​fájdalomcsillapításra összpontosít, ez elsősorban a férfiak és a nők között a szteroidfüggő viselkedési szervezet területén tapasztalható kutatási különbségek tükröződését tükrözi. Végül megvitatjuk azokat a szerkezeti mechanizmusokat, amelyek révén a serdülőkor hormonok a serdülőkorban neurális áramkört szerveznek, és összehasonlítják a hormonfüggő és a tapasztalatfüggő neurális áramkörök mechanizmusait.

Hormonfüggő viselkedésszervezés a pubertás és a serdülőkorban

A szteroidfüggő érzékenység kétlépcsős modellje

Az a bizonyíték, hogy a pubertális herékhormonok a férfi-tipikus viselkedések széles skáláját szervezik, arra késztetett bennünket, hogy javasoljunk egy kétlépcsős viselkedésfejlesztési modellt, amelyben a szteroidfüggő szexuális differenciálódás perinatális periódusát egy második szteroidfüggő hullám követi. idegszervezet a serdülőkor és a serdülőkorban (Schulz és Sisk, 2006; Sisk és munkatársai, 2003; Sisk és Zehr, 2005, ábra 1). A második hullám alatt a pubertális hormonok először a fejlődő serdülők agyában neurális áramköröket szerveznek, majd elősegítik a felnőtt nemi jellegű viselkedések kifejeződését bizonyos társadalmi kontextusokban az említett áramkörök aktiválásával. A hormon által vezérelt serdülőkor szervezetet a perinatális neurális fejlődés során fellépő szexuális differenciálódás finomításaként tekintjük. Ez azt jelenti, hogy mi történik a perinatális agyi szervezetben, meghatározza azt a szubsztrátumot, amelyen a serdülőkor hormonok hatnak a serdülőkor szervezetében. A szervezet serdülőkori fázisában a neurális áramkörök szteroidfüggő finomítása hosszantartó strukturális változásokat eredményez, amelyek meghatározzák a hormonok és a társadalmilag releváns érzékszervi ingerek felnőtt viselkedési reakcióit, az eredmények ismét hasonlóak a szervezet perinatális fázisához.

 

Ábra 1

Kétlépcsős modell a viselkedés szteroidfüggő szervezéséhez. A tesztoszteron szekréció a perinatális és a serdülőkor időszakában felnőtt párzási viselkedést szervez. A szaggatott vonal közelíti a tesztoszteron szekréciókat a fejlődés során és az árnyékolást ...

A hormonfüggő szervezet e két periódusában két, a hormonokkal szembeni fokozott érzékenységű időszak van? Tudjuk, hogy a késői embriófejlődés során a rágcsálókban megnyílik egy érzékenységi ablak, amely lehetővé teszi az agy kezdeti szexuális differenciálódását, melyet a herékhormonok szerveznek (Wallen és Baum, 2002). Munkánkból kitűnik, hogy a hormonfüggő szervezetre kifejtett fejlõdésérzékenység ablak bezáródik (vagy csaknem) a serdülõkor végére, mivel a tesztoszteroncsere hosszabb idõtartama nem fordítja vissza vagy javítja a távollét következményeit. a felnőttkori társadalmi viselkedés során a tesztoszteron \ tSchulz és munkatársai, 2004a). Nem világos, hogy a perinatális és peripubertális ablakok mennyire átfedik egymást (ábra 1). A perinatális ablak bezáródik a peripubertális ablak megnyitása előtt? Alternatív megoldásként, a perinatális és peripubertális ablakok elég átfednek-e ahhoz, hogy az idegrendszer hormonfüggő szervezetének egyetlen érzékenységi periódusa legyen? Milyen összefüggés van a tesztoszteron szekrécióban a pubertális emelkedés időzítése és a feltételezett serdülőkor megnyitása között? A következő részben áttekintjük munkáinkat, amelyek ezeknek a kérdéseknek a kezelésére irányulnak, és betekintést nyújt arra, hogy a serdülőkori hormonkiválasztás serdülőkori növekedésének időzítése a serdülők agyfejlődéséhez hozzájárul a felnőtt társadalmi magatartás egyéni különbségeinek kialakulásához.

A herékhormonokkal szembeni érzékenységű ablakok

A postnatalis tesztoszteron szekréció növekedésének időzítését a hipotalamusz-agyalapi mirigy (HPG) tengely endogén aktivitása határozza meg, és az újszülött és serdülőkorban a tesztoszteron szekréció a felnőtt férfi viselkedésének masculinizációját és defeminizálódását idézi elő, amint azt a fentiekben tárgyaltuk. Kevésbé világos azonban, hogy mi történik, ha a HPG tengely aktivitásának időzítése zavart, és a herék kiválasztódása a korosztályon kívül kezdődik, amely során a serdülőkort általában bekövetkezik. Ilyen esetekben a heringkiválasztások hasonló szervezési hatással vagy bármilyen hatással rendelkeznek? Ha a tesztoszteron szervező akcióira specifikus posztnatális érzékenységű ablakok vannak, hány ablak létezik? Korábbi kutatások azt mutatják, hogy a tesztoszteron lehetősége a viselkedés megszervezésére csökken a korai posztnatális időszakban, ami arra utal, hogy az érzékenységi ablak a postnatalis 10 körül záródhat (Wallen és Baum, 2002). Azonban a közelmúltban végezték el a megfelelő vizsgálatot arról, hogy a serdülőkor jelzi-e az újszülött korszaktól eltérő érzékenységi ablak megnyitását. A tesztoszteron szekréció korai, időbeni és késői pubertási növekedését szimulálták hím hörcsögök kaszálásával az 10 szülés utáni napon, és tesztoszteron- vagy üresen töltött szilasztikus kapszulák beültetését 19 napokra (P10 – 29), (P29 – 48) alatt vagy után (P63 – 82) a pubertás és a serdülőkor normális ideje. Felnőttkorban, a tesztoszteron vagy üres pellet eltávolítása után huszonnyolc nappal a férfiakat tesztoszteron pelletekbe ültették be, hogy a párosodási viselkedést a szexuálisan fogékony női 7 nappal későbbi vizsgálatok során stimulálják.

Ha a serdülőkor egy egyedülálló érzékeny időszak megnyitását jelzi a tesztoszteron-függő viselkedési szervezet számára, akkor csak azoknak a férfiaknak kell megjelenniük, akik a normális pubertás idején és a serdülőkorban tesztoszteron implantátumokat kapnak. Ezzel ellentétben azonban azt találtuk, hogy a korai és időbeni tesztoszteron-kezelések, de nem késői kezelések, a felnőttkori párosodási magatartás (Schulz et al. ábra 2). Ezen túlmenően a korai tesztoszteron kezelések a leghatékonyabban elősegítették a felnőtt párzási viselkedést, amelyet a korábbi korai tanulmányok is alátámasztottak a serdülőkor előtti szteroidfüggő viselkedési szervezetről (Coniglio és Clemens, 1976; Eaton, 1970). Ezek az eredmények tovább fokozzák az idegsejt-viselkedés fejlődésével kapcsolatos ismereteinket azáltal, hogy bemutatjuk: 1) a serdülőkor nem érzékeny időszak a tesztoszteronfüggő viselkedési szervezet számára, amely az újszülött korszaktól elkülönül, de a serdülőkor az elhúzódó érzékeny időszak része, amely valószínűleg perinatálisan kezdődik és későn végződik serdülőkor; és 2) a tesztoszteron szekréció időzítése ebben a postnatalis ablakban a felnőtt párzás viselkedésének kifejeződésében. A tesztoszteron korábbi expozíciója nagyobb hatást gyakorol a viselkedésre, mint a későbbi expozíció. Így ezek az adatok arra ösztönöztek bennünket, hogy felülvizsgáljuk az 2-szakasz modelljét, hogy a tesztoszteron szervező hatásaihoz képest nagyfokú postnatalis csökkenési érzékenységet kapjunk.ábra 3). Fontos, hogy a hormonfüggő szervezet eredeti kétlépcsős modellje továbbra is releváns, de a szteroidhormonok érzékenységének különálló ablakai nem határozzák meg a stádiumokat, hanem a megnövekedett hormonszekréció két periódusa a hosszabbodott postnatalis ablakban, amely csökkenti az érzékenységet a szteroid hormonokkal szemben. szteroid hormonok.

 

Ábra 2

Korai, korai és késői serdülőkori kezelések (üres vagy tesztoszteron-töltött kapszulák) hatása felnőtt párzási viselkedésre. Valamennyi állatot felnőttkorban tesztoszteronnal kezeltek a viselkedésvizsgálat előtt. Korai és korai serdülő tesztoszteron kezelések, ...

 

Ábra 3

Ábra, amely a korai, időbeni és késői serdülőkori tesztoszteron-kezelések hatását vizsgálja a felnőtt párzási viselkedésre. Tekintettel arra, hogy a korai serdülőkori tesztoszteron-kezelést azonnal megkezdték ...

A hormonkiválasztás pubertális emelkedésének időzítésében bekövetkező változások viselkedési következményei

Az emberek lényegesen változóak a pubertális érés időzítésében (Dubas, 1991; Tanner, 1962), és a normál pubertális időzítésben bekövetkező eltérések különböző mentális egészségi problémákkal járnak (lásd:. \ t Graber, 2003). Példák a negatív testképből (McCabe és Ricciardelli, 2004) a depresszió fokozott előfordulására (Ge és munkatársai, 2003; Graber és munkatársai, 2004; Michaud és munkatársai, 2006), szorongás (Kaltiala-Heino és munkatársai, 2003; Zehr és munkatársai, 2007b), rendellenes étkezés tünetei (Striegel-Moore és munkatársai, 2001; Zehr és munkatársai, 2007a), magatartási zavar (Burt és munkatársai, 2006; Celio és munkatársai, 2006) és az alkoholfogyasztás és a dohányzás fokozott \ tBiehl és munkatársai, 2007; Bratberg és munkatársai, 2007). A pubertális időzítés számos pszichológiai kimenetelét kimutatták, hogy a fiatal felnőttkorban is fennállnak.Graber és munkatársai, 2004; Zehr és munkatársai, 2007a).

Az a mechanizmus, amellyel a pubertális időzítés eltérése befolyásolja az emberek mentális egészségi állapotát, valószínűleg komplex kölcsönhatás a fizikailag érlelődő korai vagy későbbi pszichoszociális hatása között, az agy közvetlen hormonális hatásai és az egyén egyedülálló környezete. Például olyan társadalmi és környezeti tényezők, mint például a serdülő \ tCavanagh, 2004; Ge és munkatársai, 2002), szülői stílusok (Ge és munkatársai, 2002), romantikus partnerek (Halpern és munkatársai, 2007) és stresszes élet események (Ge és munkatársai, 2001) megállapították, hogy mérséklik a pubertális időzítés hatását a mentális egészségre.

ábra 4 az elméleti illusztráció a hörcsögökben tapasztalt eredményeinken alapul, amelyek azt mutatják, hogy a fejlődő serdülők agyát hogyan lehet megszakítani a pubertális hormonkiválasztásokkal különböző időpontokban, ami az agy és a viselkedés fejlődésének különbségeit eredményezi. A hörcsög párzás viselkedése esetén a fejlődő agyat elfoglaló gonád hormonok korai magasabb felnőttkori viselkedést eredményez. Tekintettel arra, hogy a nemi hormonok a serdülőkorban társadalmi és kognitív viselkedést rendeznek, megállapításunk, hogy a serdülőkorban a hormon expozíció időzítése meghatározza a felnőttek szexuális viselkedését, valószínűleg általánosan más, a serdülők nemi hormonjai által szervezett viselkedésekre is általánosít. Azonban a serdülőkorban a gonadális hormonok által szervezett sok ilyen viselkedés esetében csak a gonadális hormonok teljes hiányának viselkedési hatásait ismerjük. Még nem ismerjük az egyes viselkedési típusok érzékeny periódusának időtartamát vagy jellegét (pl. Növelése, csökkentése vagy egyenlő érzékenység az érzékeny időszakban), ami lehetetlenné teszi a korai vagy késői pubertálási idő specifikus hatásainak értékelését. ezeket a viselkedéseket. Például, ha egy adott viselkedés érzékeny periódusa nagyon rövid időtartamú a serdülőkorban, a késő pubertális megjelenés kockázata annak, hogy az érzékeny időszakot teljesen eltűnik. Az érzékeny időszak jellege is meghatározhatja a pubertálási idő hatását a viselkedési eredményekre. Ha az érzelmi hormonok érzékenysége egy érzékeny időszakban állandó, akkor a késői pubertális megjelenés nem lehet olyan káros, amíg a pubertális szekréciók valójában átfedik az érzékenység ablakát. Miután meghatároztuk az érzékeny periódus időtartamát és természetét, az állatmodellek óriási potenciállal rendelkeznek a pubertális időzítés viselkedési szervezetre gyakorolt ​​hatását közvetítő tényezők vizsgálatára. Az ilyen tanulmányok alapvető hiányosságokat fognak betölteni abban, hogy megértjük, hogy a nemi hormonok, a serdülők agyi érése és a környezet kölcsönhatása hogyan befolyásolja az egyéni különbségeket a serdülők és felnőttek viselkedésében.

 

Ábra 4

Elméleti ábrázolás, amely bemutatja, hogy a korai vagy későn megjelenő pubertálódás különböző időpontokban keresztezi a fejlődő agyat. Mivel a T szervező műveletei iránti érzékenység idővel csökken, a pubertális megjelenés időbeli különbségei eredményezhetnek ...

Mi zárja a gonadális szteroid hormonok érzékenységének ablakát?

Még nem ismerjük azt a mechanizmust, amellyel a szteroidfüggő párosodási magatartás érzékeny periódusa lezárul, de ha ez az érzékeny periódus más jól ismert érzékeny periódusok jellemzőit osztja meg, akkor a körfolyamat-átszervezés vagy a serdülőkorban történő megszilárdulás következhet be (Bischof, 2007; Hensch, 2004; Knudsen, 2004). Pontosabban, a serdülőkor során előforduló különleges tapasztalatok (pl. A tesztoszteron jelenléte vagy hiánya) áramköröket szervezhetnek és ellenállnak a további módosításoknak vagy változásoknak. Például a szinaptikus kapcsolódási minták változásai a serdülőkorban a hörcsög mediális amygdala-ban, a méhnyak hormonok pubertás emelkedésével együtt (Zehr és munkatársai, 2006). Ezek a dendritek, gerincsűrűségek és spinofilin fehérjék csökkenése tükrözheti a tesztoszteron által a serdülőkor érzékeny időszakában indukált szervezeti változásokat, végső soron korlátozva a további szteroidfüggő szervezet kapacitását. A dendritikus morfológiában bekövetkezett változások összefüggésbe hozhatók a szexuális lenyomatra és a zebra-pofákra vonatkozó dal-tanulás érzékeny időszakának lezárásával.Bischof, 2003; Bischof, 2007; Bischof és munkatársai, 2002). Meg kell határozni, hogy a MePD dendritikus ágak és a gerincsűrűség időfüggő csökkenése tükrözi-e mind a tesztoszteron szervezeti hatását, mind az érzékeny időszak zárását.

A serdülőkorban a petefészek hormon expozíciója a női viselkedést szervezi

Habár a női petefészek hormonok által a serdülőkorban indukált viselkedési szervezetünk ismerete elmarad a férfi tesztoszteron-függő viselkedési szervezet megértésétől, érdekes kép alakul ki. A viselkedéstől függően a serdülőkorban a petefészekhormonok feminizálnak (nő-jellegzetes tulajdonságokat erősítenek), masculinizálnak (fokozzák a férfi-jellegzetes tulajdonságokat) vagy defemizálják (elnyomják a női-tipikus jellemzőket) felnőtt viselkedését. Például az élelmiszer-őrzés a patkányokban szexuálisan dimorfikus viselkedés, ahol a férfiak és a nők különböző táplálkozási stratégiákat mutatnak be az élelmiszerforrásuk védelmére (Field és mtsai., 2004). Az újszülött vagy pubertális ovariektómia jelentősen megváltoztatja a védelmi stratégiát, hogy „hímszerűbb” legyen, míg a felnőtt ovariektómiának nincs hatása. Így ezek az adatok arra utalnak, hogy az újszülött és / vagy serdülők korában a petefészek hormonok aktívan feminizálják a táplálékvédelem poszturális stratégiáit. Egy másik nemrégiben készült jelentés azt mutatja, hogy a pubertális ösztradiol feminizálja a patkányok anyagcseréjére vonatkozó jelek válaszait.Swithers és munkatársai, 2008). A merkaptoacetáttal, a zsírsav oxidációjával zavaró gyógyszerrel történő kezelés a hím, de nem nőstény patkányok táplálékfelvételének növekedését okozza. A felnőttkori petefészek nem befolyásolja ezt a nemi különbséget. Azonban a serdülőkor előtti petefészekből származó nőstények hímszerű reakciót mutatnak a merkaptoacetáttal szemben (azaz növelik az élelmiszer bevitelét), és ezt a prepubertális ovariektómiát a pubertás idején megelőzhetjük ösztradiollal. Ezek a jelentések rámutatnak a petefészekhormonok aktív szerepére a serdülők agyának szervezésében.

Ellentétben a petefészek hormonok feminizáló hatásával a serdülőkorban az őrzésre és a lenyelésre, a petefészek hormonok úgy tűnik, hogy a fajspecifikus defeminizálódást és a párzási viselkedés masculinizációját hajtják végre. Nőstény szíriai hörcsögöknél, a prepubertális, de nem posztubertális, a petefészekhiány csökkenti a lordózis latenciáját és növeli a lordózis teljes időtartamát a felnőtt ösztradiol és progeszteron kezelés hatására, ami arra utal, hogy a serdülőkorban a petefészek hormon expozíciója megszünteti a felnőtt lordózis viselkedésétSchulz és munkatársai, 2004b). Ezen túlmenően a viselkedési defeminizálást a serdülőkori ovariektómiát követő serdülők ösztradiol-kezelésével is el lehet érni, ami azt jelzi, hogy az ösztradiol a serdülőkorban viselkedési defeminizációért felelős petefészek hormon (Schulz és munkatársai, 2006b). Fontos, hogy a felnőtt lordózis viselkedésének csökkentése a serdülők ösztradiol kezelését követően nem tűnik a mozgásszervi aktivitás általános növekedésének következménye. Ehelyett, ha a nőstények nem vesznek részt a lordosis testtartásban, aktívan vizsgálják a férfi partnerüket, függetlenül a serdülőkor hormon kezelésétől (Schulz és munkatársai, 2006b). Így, míg a serdülőkorban a petefészekhormonok csökkentik a lordózis-testtartásban eltöltött időt, ez az idő helyett inkább célirányos, mint nem specifikus mozgási viselkedés váltja fel.

Bár ellentmondásosnak tűnhet, hogy a petefészek hormonok defeminizálják a női lordózis viselkedését a serdülőkorban, az ösztrogén-receptor által közvetített viselkedési defeminizáció a perinatális időszak érzékeny időszakában is előfordul (Clemens és Gladue, 1978; Coniglio és munkatársai, 1973; Paup és munkatársai, 1972; felülvizsgálatra Wallen és Baum, 2002). Nem ismert, hogy a lordózis viselkedésének estradiol által kiváltott defeminizációja a fejlődés során negatívan befolyásolja-e a női reproduktív sikert. Az egyik lehetőség az, hogy a lordózis viselkedésének defeminizálása az ösztradiol-függő más viselkedési formák kompromisszuma, amely megkönnyíti a reproduktív sikert. Például a serdülőkorú petefészek hormonok expozíciója növelheti a női hörcsögök társadalmi dominanciáját / agresszióját, amint azt a serdülőknél a hímivarú hörcsögök esetében igazolták.Schulz és munkatársai, 2006a; Schulz és Sisk, 2006). A női hörcsögök jól ismertek agresszív viselkedésük miatt (pl Payne és Swanson, 1970), és a korábbi munka azt sugallja, hogy a társadalmilag domináns nőstények nagyobb almákat szülnek, mint a társadalmilag alárendelt nők (Huck és munkatársai, 1988). Tehát, bár a serdülőkorban az ösztradiol lordózis viselkedésének defeminizálása csökkentheti a férfiakkal való párzási kölcsönhatások időtartamát, más viselkedési rendszerek szervezése biztosíthatja a teljes reproduktív sikert.

A patkányokban a gonadális szteroid hormonok szervezeti hatásait is kimutatták a serdülőkorban. Az exogén tesztoszteron adagolás korai serdülőkorban defemizálja a felszólító viselkedést (Bloch és munkatársai, 1995). Ezenkívül a serdülőkor előtti nőstény patkányok alacsonyabb szintű tesztoszteron-indukálást mutatnak, és sokkal kevesebb időt töltenek a nőstényeknél, mint a férfiak a partnerkori vizsgálatok során, mint a serdülőkorban ovariektomizált nők, ami arra utal, hogy a serdülőkorú petefészek hormonok masculinizálnak párzási viselkedést (de Jonge és munkatársai, 1988). Továbbá úgy tűnik, hogy az újszülött hormonális környezet határozza meg, hogy a serdülőkorú petefészek hormonok masculinizálják a viselkedést: a serdülőkorú petefészek hormon expozíciója kevéssé befolyásolja a neonatálisan androgenizált női patkányok reprodukciós viselkedését (de Jonge és munkatársai, 1988). Így a fejlődő folyamatok neonatálisan megváltoztatják a idegszubsztrátot, amelyen a gonadális hormonok hatnak a serdülőkor időszakában, kiemelve a szteroidfüggő viselkedési időszakok összetett és interaktív természetét a fejlődés során.

A petefészek hormonjai egyértelműen szerveznek néhány női viselkedést a serdülőkorban. Kevésbé világos, hogy a petefészekhormonok szervezeti hatásaihoz viszonyított relatív érzékenysége a posztnatális fejlődés folyamán különbözik-e, mert a petefészek hormonok hatását több fejlesztési időpontban összehasonlító kísérleteket még nem hajtották végre. A korai (újszülött) ovariektóma szükségszerűen eltávolítja a petefészek hormonok hatását a serdülőkorban, és hacsak a hormonpótlás időzítését nem változtatják szisztematikusan, az újszülött és pubertális petefészek hormonok egyedülálló hozzájárulása a felnőtt viselkedési szervezethez nem határozható meg. Az ilyen kísérletek elvégzéséig nem fogjuk tudni, hogy a serdülőkor különösen érzékeny időszak a petefészek hormonok szervezési akcióira a felnőtt viselkedésre.

A serdülők agyi hormonfüggő szervezetének neurobiológiai mechanizmusai

Eddig elsősorban a szteroid hormonfüggő neurális áramkörök szervezésére koncentráltunk a serdülőkorban. A sejtek szintjén milyen fejlettségi eseményeket és folyamatokat modulálnak a pubertális hormonok a penész neurális áramkör szerkezetére? Talán nem meglepő, hogy úgy tűnik, hogy a serdülő agyi szervezet számos olyan folyamatot foglal magában, amelyek a perinatális szervezet során a strukturális szexuális differenciálódást alátámasztják, és hogy a pubertális hormonok befolyásolják ezeket a folyamatokat, beleértve a sejtek számát és a sejtcsoport térfogatát, a sejthalált és a fehéranyag mennyiségét.

Hormonok és tapasztalat

A fenti példákból kitűnik, hogy a pubertális szteroid hormonok az idegrendszeren belüli közvetlen hatással befolyásolhatják a serdülők agyának fejlődését. A hormonok közvetett módon befolyásolhatják a serdülők agyát a társadalmi interakciók és tapasztalatok megváltoztatásával. A tapasztalat az agy és a viselkedésfejlesztés erőteljes formálója, és számos olyan mechanizmuson keresztül működik, amelyek a hormonális hatásokat az agy fejlődésére alapozzák. Ebben a részben összehasonlítjuk a hormonfüggő és a tapasztalatfüggő neurális áramkörök szervezetét.

Bizonyos tapasztalatok közösek egy faj összes tagjához, és érzékszervi információkat nyújtanak arról a környezetről, amelyben a faj fejlődött. A „tapasztalat-várandós” agyfejlődésben a tapasztalatok elengedhetetlenek, és a megfelelő és adaptív idegrendszer-fejlesztés során egy bizonyos idő alatt kell találkozniuk.Greenough és munkatársai, 1987). A tapasztalat-várt fejlődés példái közé tartozik a fény- és vizuális minták expozíciójának követelménye a vizuális kéreg megfelelő fejlődéséhez (Borges és Berry, 1978; Timney és munkatársai, 1978), és a nyelvi expozíció követelménye, különösen a normál nyelvfejlesztéshez szükséges fejlődési idő (Fromkin és munkatársai, 1974; Kenneally és munkatársai, 1998). A kritikus fejlődési időszakokban sok tapasztalat-várakozó neurális mintázati forma fordul elő, és a túltermelt szinapszisok aktív eltávolításával vagy metszésével és a releváns neurális áramkörök megerősítésével (Fekete és Greenough, 1997; Greenough és munkatársai, 1987). Az univerzális tapasztalatokkal ellentétben bizonyos tapasztalatfajták az egyénre jellemzőek, és közvetítik a „tapasztalattól függő” agyi fejlődést (Greenough és munkatársai, 1987). A tapasztalatfüggő fejlődés nem feltétlenül történik kritikus időszak alatt, és úgy történik, hogy új szinapszisok alakulnak ki az egyén életében bekövetkezett jelentős eseményekre válaszul. A tapasztalatok által aktivált és erősített szinaptikus kapcsolatok szelektíven integrálódnak egy neurális körbe.

A serdülőkorra gyakorolt ​​pubertális hormonhatások, akár közvetlen, akár közvetett módon a társadalmi tapasztalatok megváltoztatása révén, valószínűleg egyfajta tapasztalatfüggő fejlődés, mivel a hormon expozíció időzítése és mennyisége nagymértékben változhat az egyének között. A hím szíriai hörcsöghöz való munkánk azt mutatja, hogy a nemi hormonok szekréciójának pubertális növekedésének időzítése változó, amely befolyásolja a felnőttkori társadalmi viselkedés kifejeződését. Ezen túlmenően a hormonok ezen hatásának közvetlen agyi hormonhatáson keresztül kell történnie, mivel ezekben a kísérletekben a szociális tapasztalatokat nem manipulálták. Az emberi serdülők fejlődésében azonban a hormonkiválasztás változásai és a társadalmi tapasztalatok változásai együtt járnak, és a hormonok közvetlen és közvetett hatásait nem lehet leválasztani a viselkedésfejlesztésre. Ahhoz, hogy ezt a kérdést kísérletileg elkezdjük kezelni, megkérdeztük, hogy a serdülőkorban tapasztalható társadalmi tapasztalat javíthatná-e a pubertális tesztoszteron nemi következményeit a hím hörcsögök szexuális viselkedésében.

A hörcsögöket a pubertás előtt három hétig gonadektomizálták. Az 4 és a 8 hetes kor között a normál pubertás idején és a serdülőkorban az alanyokat ismételten (3x / hét) adták be 15-min nem érintkezésben ösztradiol- és progeszteron-alapozott nőstényeknek, amelyeket hálószemben (NoT + nő), ismételt expozíció egy üres hálószekrényhez (NoT + hálószem), vagy nincs tapasztalat (NoT + Ø). A tapasztalati manipulációkat 8 hetes korban, majd 11 hetes korban (7 hetek a gonadectomia után) abbahagyták, minden betegnél szubkután tesztoszteron implantátumot kaptak a viselkedési vizsgálatok előtt egy fogékony nővel. Ezeknek a 3-csoportoknak a szexuális viselkedését hasonlították össze egy negyedik hímcsoport csoportjával, akik endogén tesztoszteront tapasztaltak a pubertás idején (T). Ebben a csoportban a férfiak felnőtteként gonadektomizáltak, hét héttel a gonadektómia után tesztoszteroncserét kaptak, és egy héttel később egy fogékony nővel vizsgálták. A NoT férfiak nem érintkeztetett expozíciója az estrous nőstényeknek a pubertás idején részben helyreállt számos reprodukciós viselkedést, beleértve a nemi szervek ápolását és az ejakulációt. Ejakulációs szám (ábra 5) és az ejakuláció késleltetése nem különbözött a NoT + női és T-férfiak között. Ezzel szemben a T-csoport több ejakulációval rendelkezett, mint a NoT + Ø és a NoT + hálószemek csoportjai (ábra 5). Ebben a kísérletben az implantátumok által termelt plazma tesztoszteron szint váratlanul alacsony volt a NoT + nőstény állatokban (2.82 ± 0.36 ng / ml, p <0.038), összehasonlítva a NoT + háló dobozával (3.86 ± 0.17 ng / ml) és a T csoportokkal (3.72 ± 0.19 ng / ml). Ha a NoT + nőstény állatok T-szintje hasonló volt a T-csoportéhoz, viselkedésük még inkább hasonlított a T-csoportéhoz, és eltérhet a NoT + Ø és NoT + hálós dobozok csoportjától. E kísérlet eredményei azt mutatják, hogy a női érzékszervi ingereknek való kitettség serdülőkorban legalább részben kompenzálhatja a pubertás tesztoszteron hiányát, és arra utalnak, hogy a hormonok viselkedésfejlődésre gyakorolt ​​közvetlen és közvetett hatása ugyanazon idegi szubsztrátokon és ugyanazon mechanizmusokon keresztül működhet. A pubertás hormonok és a tapasztalatok szinergizálódhatnak, hogy megszilárdítsák a serdülőkorban bekövetkező idegi újbóli bekötést.

 

Ábra 5

A serdülőkori szociális tapasztalat helyreállítja a felnőtt ejakulációs viselkedést a férfi serdülőkorvosokban, akiknél nincsenek pubertális tesztoszteronok. Szociális tapasztalat hiányában a férfiak gonodektomizáltak (GDX), mielőtt a pubertás szignifikánsan kevesebb ejakulációt mutatott, mint a pozitív ...

Összefoglaló és jövőbeli irányok

Itt áttekintettük azt a bizonyítékot, hogy a serdülőkorban szekretált gonadális szteroid hormonok második alkalommal szervezik meg a serdülők agyát, és ismertették a közelmúltban végzett kísérletünket, amely arra irányult, hogy a serdülőkori hormonok párosító magatartását a diszkrét érzékeny időszak szabályozza-e. a serdülőkorúság kezdetét és eltolását. Azt tapasztaltuk, hogy a testoszteronfüggő férfi párosodási magatartás érzékeny periódusa valószínűleg nem elválasztható az újszülött időszaktól, mivel „korai pubertás” tesztoszteron-kezeléseinket a postnatalis 10 utáni perinatális időszak általánosan elfogadott végpontját követően kezdtük meg. és hatékonyan szervezett felnőtt viselkedés. Ezek az adatok azt mutatják, hogy a szteroidhatás szervezeti és aktivációs mechanizmusainak klasszikus nézetét felül kell vizsgálni annak érdekében, hogy kiterjesszük a postnatalis érzékenység csökkenését a férfiak párosodásának a szteroid hormonok által történő megszervezésére, amely a pubertás és a serdülőkor után véget ér.

A szteroid hormonok szervezeti és aktiváló hatásainak klasszikus nézetének felülvizsgálata szükségszerűen új kérdéseket vet fel. A klasszikus nézetben a petefészek hormonok kevéssé játszanak szerepet az agyban és a viselkedésbeli szexuális differenciációban, de bizonyíték van arra, hogy a serdülőkorban a petefészek hormon expozíciója véglegesen megváltoztatja a nők felnőtt viselkedését. Még nem ismert, hogy a felnőtt nők viselkedését diszkrét serdülők érzékeny időszakai szabályozzák-e, vagy hogy a magatartásszervezés lehetséges-e korábbi vagy későbbi időpontokban. A szteroidfüggő szervezet érzékeny periódusos szabályozásának megértése nagymértékben növeli a korai vagy késői pubertális megjelenés következményeit a lányokban, ami időben felmerül a kérdésben, hogy a lányoknál a pubertális megjelenés az elmúlt években jelentősen emelkedett (Parent és munkatársai, 2003).

A másik fontos vizsgálati terület annak meghatározása, hogy a szociális és környezeti tényezők közvetítsék-e a gonadális szteroid hormonok hatását a viselkedésre. Kimutattuk, hogy a társadalmi tapasztalatok javítják a serdülőkorban a nemi hormonok hiányából adódó viselkedési hiányosságokat, ami arra utal, hogy a társadalmi tapasztalatok modulálhatják ugyanazokat a neurális áramköröket, amelyeket a serdülőkorban újra felkészítenek és finomhangolnak, hogy lehetővé tegyék a felnőtt viselkedés megfelelő megjelenítését. A jövőbeni tanulmányok a neurális mechanizmusokra összpontosítanak, amelyek révén a társadalmi tapasztalatok és a pubertális hormonok kölcsönhatásba lépnek az agy szervezésében a serdülőkorban. Gyümölcsös lesz azt is meghatározni, hogy a tapasztalatok és a pubertális hormonok hogyan hatnak egymásra, hogy befolyásolják a szociális viselkedés egyéb típusait, mint például az agresszió és a szülői viselkedés.

Végül még sok mindent meg kell tanulni a szervezet perinatális és peripubertális periódusai közötti hasonlóságokról, különbségekről és összefüggésekről. Nyilvánvalónak tűnik, hogy a férfiak kétlépcsős szervezete az életben bekövetkezett két idő függvénye, hogy a tesztoszteron szekréció emelkedik. Továbbá úgy tűnik, hogy a tesztoszteron mindkét időpontban masculinizálja és megfertőzi a neurális áramköröket. E tekintetben a perinatális és peripubertális periódusok hasonlóak. Ugyanakkor jelenleg nem világos, hogy a tesztoszteron androgén és ösztrogén hatásai a peripubertális szervezet alatt játszódnak-e, mivel perinatálisan, és amint már említettük, a petefészek hormonok úgy tűnik, hogy nagyobb szerepet játszanak a női peripubertális szervezetben, mint a perinatalis szervezetben . A megnövekedett mellékvese-szteroidok az adrenarche-nál az emberi serdülőkor előtti potenciális szerepét szintén nagyrészt nem vizsgálták. Egy másik jelentős különbség a perinatális és peripubertális periódusok között, legalábbis a férfi párosító magatartás megszervezésében, az a szervezeti szint, amely a szervezetben történik. A szteroidfüggő szervezet érzékenysége a serdülőkorban kevésbé jellemző, mint a korai posztnatális életben, ami valószínűleg azért van, mert a szervezet perinatális ideje csökkenti a szervezett áramkörök jövőbeni alakíthatóságát és plaszticitását. A mennyiségi különbségen túl, hogy nincs-e egyértelmű különbség azokban a mechanizmusokban, amelyeken keresztül a perinatális és pubertális hormonok strukturális szexuális dimorfizmust hoznak létre, pl. A sejtproliferáció modulációja, a sejtek túlélése, a sejt fenotípusa, a kapcsolhatóság. Bár a hormonfüggő szervezet perinatális és peripubertális periódusai közötti kapcsolat kísérleti vizsgálata jön létre, úgy tűnik, biztonságosnak tűnik, hogy a szervezet perinatális periódusa a szexuális differenciáció kezdeti fejlődési pályájának meghatározásával meghatározza azokat a paramétereket, amelyeken belül a peripubertális hormonok működnek és előrevetíti, hogy mi lesz a serdülőkorban.

Köszönetnyilvánítás

Lábjegyzetek

Referenciák