Добавлено февраля 22, 2016 by Джузеппе Гангаросса in Основная неврология, Эндокринология, Память и обучение, Секс-гормоны
Когда мы думаем о половых гормонах, особенно эстрогенах и андрогенах, мы обычно ассоциируем их с развитием пола, пола и тела. Как и все гормоны, они являются химическими посланниками, веществами, вырабатываемыми в одной части тела, которые продолжают рассказывать другим частям о том, что делать. Однако мы часто склонны забывать о том огромном влиянии, которое эти стероидные гормоны оказывают на функции мозга. Из исследований на животных стало ясно, что при раннем развитии воздействие головного мозга на тестостерон и эстрадиол, гормоны, присутствующие у мужчин и женщин, приводят к необратимым изменениям в нервной системе (McCarthy et al., 2012). Растущее и очень привлекательное тело науки предполагает, что половые гормоны играют роль нейромодулирующей функции в когнитивной функции мозга (Janowsky, 2006). Кроме того, дисфункции тестостерона (гипогонадизм, химическая кастрация и т. Д.) Показали, что они связаны с дефектами памяти. Однако, несмотря на эти достижения, по-прежнему остается загадкой, как половые гормоны влияют на мозг.
В интересной статье, опубликованной в PLoS ONE, Пико и коллеги попытались заполнить один кусочек головоломки. Они исследовали нейробиологические эффекты абляции абсорбции мозгового андрогена (AR) на пластичность гиппокампа и когнитивные характеристики у самцов грызунов (Picot et al., 2016). Хотя в нескольких сообщениях уже подчеркивается связь между половыми гормонами и когнитивной функцией (Galea et al., 2008, Janowsky, 2006), необходимо многое сделать для полного выяснения «несексуальных» функций андрогенов.
Андрогенные рецепторы, тестостерон и функция мозга
В центральной нервной системе тестостерон связывается с AR, который локализуется в цитоплазме клеток. После связывания и активации рецептора АР может транслоцироваться в ядро, где он может действовать как связывающий ДНК фактор транскрипции, тем самым регулируя транскрипцию гена. Когда мы смотрим на модели экспрессии АР в головном мозге, мы обнаруживаем, что он сильно локализуется в коре головного мозга и гиппокампе, которые являются областями, связанными с высокими когнитивными функциями, такими как память, обучение, мотивация и внимание.
Используя линию мыши, в которой отсутствует экспрессия АР, особенно в нервной системе, авторы наблюдали чистое снижение временной обработки информации о памяти. Этот тип памяти представляет собой способность запоминать порядок, в котором объекты или события были испытаны субъектом. Мышам, несущим нейральное AR, не удалось различить два временно различных объекта в задаче временной классификации, в котором грызуны дикого типа могли различать визуальные объекты, которые были представлены в определенном временном порядке (первый и последний обнаруженный объект) (Рисунок 1). Временная и распознающая обработка - это два важных компонента эпизодической памяти. Таким образом, чтобы отделить ли наблюдаемый дефицит от ухудшения в первом или последнем процессе, авторы выполнили задачу, не связанную с временной обработкой, тест памяти распознавания объектов, в котором мыши должны различать знакомые и не знакомый объект. Интересно, что мутантные мыши смогли сделать дискриминацию, что свидетельствует о том, что обработка распознавания остается нетронутой после генетического удаления AR (Рисунок 1). В целом этот набор данных указывает на то, что андрогены могут влиять на обработку временного порядка эпизодической памяти, которая сильно нарушена при болезни Альцгеймера. Тем не мение, "будет ли этот дефицит вызван дефектной консолидацией или искажением памяти, необходимо будет изучить», - говорит доктор Сакина Мхаути-Коджа, старший автор исследования и руководитель группы.
Рисунок 1. У мышей с нокаутом рецептора андрогена обнаруживаются нарушения в задаче памяти временного порядка (a, c), но при нормальном распознавании новизны (b, d).
Андрогенные рецепторы и пластичность мозга
Гиппокамп сильно связан с временной обработкой информации о памяти. Учитывая результаты поведения и высокий уровень экспрессии AR в этой структуре, связанной с памятью, авторы решили исследовать, удалось ли удалить AR-репликацию пластичности мозга. Используя электрофизиологические методы, Пико и его коллеги обнаружили, что гиппокампы нейронных AR-ablated мышей были менее "пластик«Как значительное снижение долгосрочного потенцирования (ЛТП) было обнаружено (Рисунок 2). LTP, как известно, является клеточным и молекулярным субстратом функций обучения и памяти (Lynch, 2004). Хотя прямая связь между поведением и LTP каким-то образом отсутствует, есть соблазн представить, что церебральная AR может иметь решающее значение для функционирования нейронов. Фактически, в согласии с экспериментами LTP, авторы наблюдали, что AR-мутантные мыши показали сниженную базальную синаптическую передачу, хотя не было обнаружено никаких модификаций ионотропных рецепторов глутамата, AMPA и NMDA. «Потеря или понижающая регуляция нейронной AR может быть вредна для функций и поведения, реализуемых конкретными областями мозга», - предположили авторы.
Рисунок 2. Генетическое отсутствие АР изменяет долгосрочное потенцирование (ЛТП) в гиппокампе.
Будущие открытия
Это исследование представляет собой важный шаг вперед в понимании несексуальных функций половых гормонов. «Это очень вероятно», - говорит доктор Сакина Мхаути-Коджа,что гормоны андрогенов могут играть ключевую роль также в женском мозге, а текущий проект в лаборатории исследует этот аспект». Фактически, хотя с различиями в гормональном содержимом, как мужчины, так и женщины выражают рецепторы для андрогенов (AR) и эстрогенов (ER), что говорит о том, что наш мозг действительно более сложный, чем мы думали. Из этого и других исследований возникает много интересных вопросов. Можем ли мы тогда поговорить о сексуальном мозге? Являются ли мужские и женские мозги такими же отличными, как мы полагаем, или, наоборот, удивительно похожими? Это чрезвычайно захватывающая и расширяющаяся область исследований, которая приведет к важным открытиям, которые изменят то, как мы понимаем мозг.
Рекомендации
- Маккарти MM, Арнольд AP, Болл GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Половые различия в мозге: не такая уж и неудобная правда. J Neurosci 32: 2241–2247
- Janowsky JS (2006). Мышление с вашими гонадами: тестостерон и познание. Тенденции Cogn Sci. 10: 77-82
- Пико М., Биллард Дж. М., Домбрет С., Альбак С., Караме Н., Даумас С., Хардин-Пузет Н., Мхаути-Коджа С. (2016). Делеция нервных рецепторов андрогенов нарушает временную обработку объектов и механизмы, зависящие от CA1 гиппокампа. PLoS One. 5 февраля; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL и др. (2008). Эндокринная регуляция познания и нейропластичность: наше стремление раскрыть сложное взаимодействие между гормонами, мозгом и поведением. Может ли J Exp Psychol Rev Can Psychol Expérimentale. 62: 247-260
- Lynch MA (2004). Долгосрочное потенцирование и память. Physiol Rev. Jan, 84 (1): 87-136
Благодарности
Автор благодарен Тересите Круз за помощь.
Любые высказанные мнения принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения PLOS. Эта статья не предназначена для поощрения чрезмерного потребления алкоголя.
Джузеппе Гангаросса получил степень доктора биомедицинских наук по специальности неврология в Болонском университете. Он был приглашенным научным сотрудником в Каролинском институте (Соткхольм, Швеция) и Инсерме (Монпелье, Франция), а в настоящее время он работает постдоком в Коллеж де Франс (Париж, Франция). Основная тема его исследований - заболевания мозга, связанные с дофамином. Вы можете следить за ним в твиттере @PeppeGanga
;