Postat februarie 22, 2016 de Giuseppe Gangarossa in Neuroștiințe de bază, Endocrinologie, Memorie și învățare, Hormonii sexuali
Când ne gândim la hormonii sexuali, în special la estrogeni și androgeni, de obicei le asociem sexului, sexului și dezvoltării corporale. Ca toți hormonii, aceștia sunt mesageri chimici, substanțe produse într-o parte a corpului care continuă să spună celorlalte părți ce să facă. Cu toate acestea, avem deseori tendința de a uita impactul enorm pe care acești hormoni steroizi îl au asupra funcțiilor creierului. Din studii la animale, a devenit clar că, în timpul dezvoltării timpurii, expunerea creierului la testosteron și estradiol, hormonii prezenți atât la bărbați, cât și la femei, conduc la modificări ireversibile ale sistemului nervos (McCarthy și colab., 2012). Un corp de știință în creștere și foarte atrăgător sugerează că hormonii sexuali joacă un rol neuromodulator în funcția creierului cognitiv (Janowsky, 2006). Mai mult, disfuncțiile testosteronului (hipogonadismul, castrarea chimică etc.) s-au dovedit a fi asociate cu defectele memoriei. Cu toate acestea, în ciuda acestor progrese, rămâne încă o enigmă cum hormonii sexuali afectează creierul.
Într - o lucrare interesantă publicată în PLoS ONE, Picot și colegii au încercat să completeze o piesă a puzzle-ului. Ei au investigat efectele neurobiologice ale ablației receptorilor androgenici cerebrali (AR) asupra plasticității și performanței cognitive hipocampale la rozătoarele masculine (Picot și colab., 2016). Deși mai multe rapoarte au evidențiat deja o legătură între hormonii sexuali și funcția cognitivă (Galea et al., 2008, Janowsky, 2006), trebuie făcute mult mai multe pentru a elucida complet funcțiile "non-sexuale" ale androgenelor.
Receptorii androgeni, testosteronul și funcția creierului
În sistemul nervos central, testosteronul se leagă de AR care este localizată în citoplasma celulară. După legarea și activarea receptorului, AR poate transloca în nucleul în care poate acționa ca un factor de transcripție legat de ADN, regulând astfel transcripția genei. Când ne uităm la modelele de expresie ale AR în creier, descoperim că acesta se situează foarte bine în cortexul cerebral și hipocampul, care sunt regiuni asociate cu funcții cognitive ridicate, cum ar fi memoria, învățarea, motivația și atenția.
Folosind o linie de mouse care nu are expresie AR specifică în sistemul nervos, autorii au observat o scădere netă în prelucrarea temporală a informațiilor de memorie. Acest tip de memorie reprezintă capacitatea de a-și aminti ordinea în care obiectele sau evenimentele au fost experimentate de un subiect. Neuronii șoareci șterși AR nu au reușit să facă diferența între două obiecte distincte temporal dintr-o sarcină de clasificare temporală în care rozătoarele de tip sălbatic au fost capabile să facă diferența între obiectele vizuale care au fost prezentate într-o ordine temporală specifică (primul vs. cel mai recent obiect văzut) (Figura 1). Procesarea temporară și recunoașterea sunt două componente critice ale memoriei episodice. Ca atare, pentru a disocia dacă deficitul observat s-ar putea datora unei deficiențe în primul sau ultimul proces, autorii au efectuat o sarcină de procesare non-temporală, testul de recunoaștere a obiectului, în care șoarecii trebuie să discrimineze între o familie cunoscută și un obiect ne-familiar. Interesant, șoarecii mutanți au reușit să facă discriminarea, ceea ce sugerează că prelucrarea recunoașterii este intactă după ștergerea genetică AR (Figura 1). În total, acest set de date indică faptul că androgenii pot afecta procesarea temporală a memoriei episodice, o funcție puternic afectată în boala Alzheimer. In orice caz, "dacă acest deficit ar putea fi cauzat de o consolidare defectuoasă sau de o recuperare a memoriei depreciate, va trebui să fie explorată", Spune Dr. Sakina Mhaouty-Kodja, autorul principal al studiului și liderul echipei.
Figura 1. Șoarecii cu șoareci cu șoareci androgeni prezintă deficiențe într-o sarcină de memorie temporală (a, c), dar recunoașterea normală a noutății (b, d).
Receptorii androgenici și plasticitatea creierului
Hipocampul este puternic implicat în prelucrarea temporală a informațiilor de memorie. Având în vedere rezultatele comportamentale și nivelul ridicat al expresiei AR în această structură legată de memorie, autorii au decis să investigheze dacă ștergerea AR a fost capabilă să modifice plasticitatea creierului. Folosind tehnici electrofiziologice, Picot și colegii au descoperit că hipocampii șoarecilor ablați neurale AR au fost mai puțin "plastic"Deoarece a fost detectată o reducere semnificativă a potențării pe termen lung (LTP) (Figura 2). LTP este cunoscut ca fiind substratul celular și molecular al funcțiilor de învățare și memorie (Lynch, 2004). Deși lipsește cumva o legătură directă între comportament și LTP, este tentant să ne imaginăm că AR cerebrală poate fi critică pentru funcționarea neuronală. De fapt, în acord cu experimentele LTP, autorii au observat că șoarecii AR-mutanți au prezentat o transmisie sinaptică bazală redusă, deși nu a fost detectată nicio modificare a receptorilor ionotropi ai glutamatului, AMPA și NMDA. „Pierderea sau reglarea în jos a AR neuronale poate fi în detrimentul funcțiilor și comportamentelor implementate de anumite regiuni ale creierului", A sugerat autorii.
Figura 2. Absența genetică a AR modifică potențarea pe termen lung (LTP) în hipocamp.
Descoperiri viitoare
Acest studiu reprezintă un important pas înainte în înțelegerea funcțiilor non-sexuale ale hormonilor sexuali. „Este foarte probabil", Spune dr. Sakina Mhaouty-Kodja,"că hormonii androgeni pot juca un rol-cheie și în creierul feminin, iar un proiect curent în laborator investighează acest aspect“. De fapt, cu diferențe în conținutul hormonal, atât bărbații cât și femeile exprimă receptori pentru androgeni (AR) și estrogeni (ER), ceea ce sugerează că creierul nostru este într-adevăr mult mai complex decât am crezut. Multe întrebări interesante decurg din acest studiu și din alte studii. Putem vorbi apoi despre un creier sexual? Sunt creierul masculin și feminin atât de extrem de diferite pe măsură ce credem, sau, dimpotrivă, surprinzător de asemănător? Acesta este un domeniu de cercetare extrem de interesant și extins, care va duce la descoperiri importante, care vor schimba modul în care înțelegem creierul.
Referinte
- McCarthy MM, Arnold AP, Ball GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Diferențe de sex în creier: adevărul nu atât de incomod. J Neurosci 32: 2241-2247
- Janowsky JS (2006). Gândește-te cu gonadele tale: testosteron și cunoaștere. Tendințe Cogn Sci. 10: 77-82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). Ștergerea neuronală a receptorilor de androgeni afectează procesarea temporală a obiectelor și mecanismelor dependente de CA1 ale hipocampului. Plus unu. 5 februarie; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL, și colab. (2008). Reglarea endocrină a cunoașterii și neuroplasticității: urmărirea noastră de a dezvălui interacțiunea complexă între hormoni, creier și comportament. Pot J Exp Psychol Rev Pot Psihologia Explorării. 62: 247-260
- Lynch MA (2004). Potențializare și memorie pe termen lung. Physiol Rev. Jan; 84 (1): 87-136
Mulţumiri
Autorul este recunoscător pentru Teresita Cruz pentru asistență.
Orice opinii exprimate sunt cele ale autorului și nu reflectă neapărat cele ale PLOS. Acest articol nu este destinat să încurajeze consumul excesiv de alcool.
Giuseppe Gangarossa și-a luat doctoratul în Științe biomedicale, specialitatea Neuroștiințe, de la Universitatea din Bologna. A fost coleg de vizită la Institutul Karolinska (Sotckholm, Suedia) și Inserm (Montpellier, Franța) și este în prezent postdoc la Collège de France (Paris, Franța). Principalul său subiect de cercetare este tulburările cerebrale legate de dopamină. Îl poți urmări pe twitter @PeppeGanga
;