Uverejnené február 22, 2016 používateľom Giuseppe Gangarossa in Základné neurovedy, endokrinológie, Pamäť a učenie, Sexuálne hormóny
Keď uvažujeme o pohlavných hormónoch, najmä o estrogénoch a androgénoch, zvyčajne ich spájame s pohlavím, pohlavím a vývojom tela. Rovnako ako všetky hormóny, sú to chemické posly, látky vyrobené v jednej časti tela, ktoré ďalej povedia iným častiam, čo majú robiť. Často však máme tendenciu zabúdať na obrovský vplyv týchto steroidných hormónov na mozgové funkcie. Zo štúdií na zvieratách vyšlo najavo, že počas skorého vývoja vedie mozog k testosterónu a estradiolu, hormónom prítomným u mužov aj u žien, k nezvratným zmenám nervového systému (McCarthy a kol., 2012). Rastúci a veľmi príťažlivý vedecký odbor naznačuje, že pohlavné hormóny hrajú neuromodulačnú úlohu pri kognitívnej mozgovej funkcii (Janowsky, 2006). Okrem toho sa ukázalo, že dysfunkcie testosterónu (hypogonadizmus, chemická kastrácia atď.) Súvisia s poruchami pamäti. Napriek týmto pokrokom však stále zostáva záhadou, ako pohlavné hormóny ovplyvňujú mozog.
V zaujímavom dokumente uverejnenom v PLoS ONE, Picot a jeho kolegovia sa pokúsili vyplniť jeden kúsok skladačky. Skúmali neurobiologické účinky ablácie mozgového androgénneho receptora (AR) na hippocampálnu plasticitu a kognitívnu výkonnosť u samcov hlodavcov (Picot a kol., 2016). Aj keď už niekoľko správ poukázalo na súvislosť medzi pohlavnými hormónmi a kognitívnymi funkciami (Galea a kol., 2008; Janowsky, 2006), je potrebné urobiť oveľa viac, aby sa úplne objasnili „nepohlavné“ funkcie androgénov.
Receptory androgénu, testosterón a funkcia mozgu
V centrálnom nervovom systéme sa testosterón viaže na AR, ktorý je lokalizovaný v bunkovej cytoplazme. Po väzbe a aktivácii receptora sa AR môže premiestniť do jadra, kde môže pôsobiť ako transkripčný faktor viažuci DNA, a tak regulovať génovú transkripciu. Keď sa pozrieme na expresné vzorce AR v mozgu, zistíme, že sa vysoko lokalizuje v mozgovej kôre a hippocampe, čo sú oblasti spojené s vysokými kognitívnymi funkciami, ako je pamäť, učenie, motivácia a pozornosť.
Pri použití myšej línie, ktorá nemá špecificky AR expresiu v nervovom systéme, autori pozorovali čistý pokles v časovom spracovaní informácií o pamäti. Tento typ pamäte predstavuje schopnosť zapamätať si poradie, v akom objekty alebo udalosti zažil subjekt. Neurálne AR-deletované myši nedokázali rozlišovať medzi dvoma dočasne odlišnými objektmi v rámci úlohy časovej klasifikácie, pri ktorej hlodavce divokého typu dokázali rozlišovať medzi vizuálnymi objektmi, ktoré boli prezentované v špecifickom časovom poradí (prvý verzus posledný videný objekt) (Obrázok 1). Časové a rozpoznávacie spracovanie sú dve kritické zložky epizodickej pamäte. Za účelom rozlíšenia, či by pozorovaný deficit mohol byť spôsobený poškodením pri prvom alebo druhom procese, autori vykonali úlohu časového spracovania, test pamäti na rozpoznávanie objektov, pri ktorom myši musia rozlišovať medzi známymi a neznámy predmet. Je zaujímavé, že mutantné myši boli schopné rozlíšiť, čo naznačuje, že spracovanie rozpoznávania je po genetickej delécii AR neporušené (Obrázok 1). Celkovo tento súbor údajov naznačuje, že androgény môžu ovplyvniť spracovanie časového poriadku epizodickej pamäte, čo je funkcia silne narušená pri Alzheimerovej chorobe. „bude potrebné preskúmať, či tento deficit môže byť spôsobený chybnou konsolidáciou alebo zníženým vyhľadaním pamäte“, Hovorí Dr. Sakina Mhaouty-Kodja, vedúca autorky štúdie a vedúca tímu.
Obrázok 1. Myši s knock-outom androgénneho receptora vykazujú poruchy v úlohe pamäti v časovom poriadku (a, c), ale rozpoznávanie normálnej novosti (b, d).
Receptory androgénu a plasticita mozgu
Hippocampus sa výrazne podieľa na časovom spracovaní informácií o pamäti. Na základe výsledkov v oblasti správania a vysokej úrovne expresie AR v tejto štruktúre súvisiacej s pamäťou sa autori rozhodli preskúmať, či delécia AR dokázala zmeniť plasticitu mozgu. Použitím elektrofyziologických techník Picot a jeho kolegovia zistili, že hippocampi neurálnych AR ablatovaných myší boli menej “plastický„Pretože sa zistilo významné zníženie dlhodobej potenciácie (LTP) (Obrázok 2). Je známe, že LTP je bunkový a molekulárny substrát funkcií učenia a pamäte (Lynch, 2004). Aj keď akosi chýba priama súvislosť medzi správaním a LTP, je lákavé predstaviť si, že mozgová AR môže byť pre fungovanie neurónov rozhodujúca. V skutočnosti, v zhode s experimentmi LTP, autori pozorovali, že AR-mutantné myši vykazovali znížený bazálny synaptický prenos, aj keď sa nezistila žiadna modifikácia ionotropných glutamátových receptorov, AMPA a NMDA. „Strata alebo down-regulácia nervovej AR môže potom mať nepriaznivý vplyv na funkcie a správanie implementované špecifickými oblasťami mozgu“, Navrhli autori.
Obrázok 2. Genetická absencia AR mení dlhodobú potenciáciu (LTP) v hippocampe.
Budúce objavy
Táto štúdia predstavuje dôležitý krok vpred v porozumení iných ako sexuálnych funkcií pohlavných hormónov. "Je to veľmi pravdepodobnéSakina Mhaouty-Kodja hovorí: „že androgénne hormóny môžu hrať kľúčovú úlohu aj v ženskom mozgu a súčasný projekt v laboratóriu skúma tento aspekt". V skutočnosti, hoci s rozdielmi v hormonálnom obsahu, muži aj ženy exprimujú receptory pre androgény (AR) a estrogény (ER), čo naznačuje, že náš mozog je skutočne komplexnejší, ako sme si mysleli. Z tohto a ďalších štúdií vyplynulo veľa zaujímavých otázok. Môžeme potom hovoriť o sexuálnom mozgu? Sú mužské a ženské mozgy tak extrémne odlišné, ako veríme, alebo naopak, prekvapivo podobné? Toto je mimoriadne vzrušujúce a rozširujúce sa výskumné pole, ktoré povedie k dôležitým objavom, ktoré zmenia spôsob, akým rozumieme mozgu.
Referencie
- McCarthy MM, Arnold AP, Ball GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Pohlavné rozdiely v mozgu: nie tak nepríjemná pravda. J Neurosci 32: 2241–2247
- Janowsky JS (2006). Myslenie so svojimi gonádami: testosterón a kognícia. Trends Cogn Sci. 10: 77 – 82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). Delécia neurálneho androgénového receptora ovplyvňuje dočasné spracovanie objektov a mechanizmy závislé od hipokampu CA1. PLoS One. 5. februára; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL, a kol. (2008). Endokrinná regulácia kognície a neuroplasticity: naše úsilie o odhalenie komplexnej interakcie medzi hormónmi, mozgom a správaním. Môže J Exp Psychol Rev Môže Psychol Expérimentale. 62: 247 – 260
- Lynch MA (2004). Dlhodobá potenciacia a pamäť. Physiol Rev. Jan; 84 (1): 87-136
Poďakovanie
Autor je vďačný Teresite Cruz za pomoc.
Všetky vyjadrené názory sú názormi autora a nemusia nevyhnutne odrážať názory PLOS. Účelom tohto článku nie je podporovať nadmernú konzumáciu alkoholu.
Giuseppe Gangarossa získal titul PhD v odbore biomedicínske vedy, špecializácia Neuroscience, na Bolonskej univerzite. Bol hosťujúcim členom na Karolinska Institutet (Sotckholm, Švédsko) a Inserm (Montpellier, Francúzsko) a v súčasnosti postdoktorátom na Collège de France (Paríž, Francúzsko). Jeho hlavnou témou výskumu sú poruchy mozgu spojené s dopamínom. Môžete ho sledovať na twitteri @PeppeGanga
;
