Objavil februar 22, 2016 avtor Giuseppe Gangarossa in Osnovna nevroznanost, endokrinologija, Spomin in učenje, Spolni hormoni
Ko razmišljamo o spolnih hormonih, predvsem o estrogenih in androgenih, jih običajno povezujemo s spolom, spolom in telesnim razvojem. Kot vsi hormoni so tudi oni kemični glasniki, snovi, ki nastajajo v enem delu telesa, ki drugim delom povedo, kaj naj naredijo. Vendar imamo pogosto težnjo, da pozabimo na ogromen vpliv teh steroidnih hormonov na možganske funkcije. Iz študij na živalih je postalo jasno, da med zgodnjim razvojem izpostavljenost možganov testosteronu in estradiolu, hormonom, ki so prisotni tako pri moških kot ženskah, vodi do nepopravljivih sprememb v živčnem sistemu (McCarthy in sod., 2012). Rastoča in zelo privlačna veda kaže, da spolni hormoni igrajo nevromodulatorno vlogo pri kognitivni funkciji možganov (Janowsky, 2006). Poleg tega so se pokazale, da so testosteronske disfunkcije (hipogonadizem, kemična kastracija itd.) Povezane s pomanjkljivostmi spomina. Kljub temu napredku pa še vedno ostaja enigma, kako spolni hormoni vplivajo na možgane.
V zanimivem prispevku, objavljenem v PLoS ONE, Picot in sodelavci so poskušali zapolniti en kos uganke. Raziskovali so nevrobiološke učinke ablacije cerebralnega androgenega receptorja (AR) na plastičnost hipokampala in kognitivno delovanje pri moških glodavcih (Picot in sod., 2016). Čeprav je več poročil že poudarilo povezavo med spolnimi hormoni in kognitivno funkcijo (Galea et al., 2008; Janowsky, 2006), je treba storiti še veliko več, da v celoti razjasnimo "nespolne" funkcije androgenov.
Androgeni receptorji, testosteron in delovanje možganov
V centralnem živčnem sistemu se testosteron veže na AR, ki je lokaliziran v citoplazmi celice. Po vezavi in aktivaciji receptorjev lahko AR translocira v jedro, kjer lahko deluje kot transkripcijski faktor, ki veže DNA, s čimer uravnava transkripcijo genov. Ko pogledamo izraze vzorcev AR v možganih, ugotovimo, da se močno lokalizira v možganski skorji in hipokampusu, ki so regije, povezane z visokimi kognitivnimi funkcijami, kot so spomin, učenje, motivacija in pozornost.
Avtorji so z mišjo vrstico, ki ji manjka AR izraz, posebej v živčnem sistemu, opazili upad časovne obdelave pomnilniških informacij. Ta vrsta pomnilnika predstavlja zmožnost zapomniti vrstni red, v katerem je subjekt doživel predmete ali dogodke. Nevronske miške, izbrisane z AR, niso mogle razlikovati med dvema časovno ločenima objektoma v časovni nalogi razvrstitve, v kateri so glodalci divjega tipa lahko razlikovali med vizualnimi predmeti, ki so bili predstavljeni v določenem časovnem zaporedju (prva v primerjavi z zadnjim videnim objektom) (Slika 1). Časovna obdelava in prepoznavanje sta dve kritični sestavni deli epizodičnega spomina. Kot takšni, da bi avtorji ugotovili, ali je lahko opaženi primanjkljaj posledica okvare v prvem ali drugem postopku, so opravili ne-časovno nalogo obdelave, test za prepoznavanje predmetov, v katerem morajo miši razlikovati med znanim in neznan predmet. Zanimivo je, da so mutirane miši lahko naredile diskriminacijo, kar kaže na to, da je obdelava prepoznavanja po genetski izbrisu AR nepoškodovana (Slika 1). Skupaj ta niz podatkov kaže, da lahko androgeni vplivajo na obdelavo časovnega zaporedja epizodičnega spomina, ki je pri Alzheimerjevi bolezni močno oslabljena. Vendar:ali bo ta primanjkljaj lahko posledica pomanjkljive konsolidacije ali motenega pridobivanja pomnilnika, bo treba raziskati«Pravi dr. Sakina Mhaouty-Kodja, višja avtorica študije in vodja skupine.
Slika 1. Pri miših, ki delujejo na receptorje androgenih receptorjev, so prikazane okvare v časovnem zaporedju pomnilnika (a, c), vendar običajno prepoznavanje novosti (b, d).
Androgeni receptorji in plastičnost možganov
Hipokampus je močno vpet v časovno obdelavo pomnilniških informacij. Glede na vedenjske rezultate in visoko stopnjo izražanja AR v tej strukturi, ki je povezana s spominom, so se avtorji odločili raziskati, ali lahko brisanje AR spremeni možgansko plastičnost. Picot in sodelavci so z elektrofiziološkimi tehnikami ugotovili, da je hipokampi nevronskih miši, ki so bili izločeni z AR, "plastike"Je bilo zaznano pomembno zmanjšanje dolgoročnega potenciala (LTP) (Slika 2). Znano je, da je LTP celični in molekularni substrat učnih in spominskih funkcij (Lynch, 2004). Čeprav neposredna povezava med vedenjem in LTP nekako manjka, je skušnjava si predstavljati, da je možganska AR lahko ključnega pomena za delovanje nevronov. Dejansko so avtorji v soglasju s poskusi LTP ugotovili, da so miši AR-mutantov pokazale zmanjšan bazalni sinaptični prenos, čeprav ni bila zaznana nobena sprememba ionotropnih receptorjev glutamata, AMPA in NMDA. “Izguba ali uravnavanje nevronske AR lahko potem škoduje funkcijam in vedenju, ki ga izvajajo določena področja možganov"So predlagali avtorji.
Slika 2. Genetska odsotnost AR spreminja dolgotrajno potenciranje (LTP) v hipokampusu.
Prihodnja odkritja
Ta študija predstavlja pomemben korak naprej pri razumevanju nespolnih funkcij spolnih hormonov. "Zelo verjetno", Pravi dr. Sakina Mhaouty-Kodja,"da lahko androgeni hormoni igrajo ključno vlogo tudi v ženskih možganih in trenutni projekt v laboratoriju preučuje ta vidik“. Čeprav moški in samice z razlikami v hormonski vsebini izražajo receptorje za androgene (AR) in estrogene (ER), kar kaže na to, da so naši možgani res bolj kompleksni, kot smo si mislili. Iz te in drugih študij se poraja veliko zanimivih vprašanj. Lahko potem govorimo o spolnih možganih? So moški in ženski možgani tako zelo različni, kot verjamemo, ali nasprotno, presenetljivo podobni? To je izjemno razburljivo in širi raziskovalno področje, ki bo privedlo do pomembnih odkritij, ki bodo spremenila način razumevanja možganov.
Reference
- McCarthy MM, Arnold AP, Ball GF, Blaustein JD, De Vries GJ (2012). Spolne razlike v možganih: ne tako neprijetna resnica. J Neurosci 32: 2241–2247
- Janowsky JS (2006). Razmišljanje s spolnimi žlezami: testosteron in kognicija. Trendi Cogn Sci. 10: 77 – 82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). Delecija nevronskega androgenega receptorja ovira časovno obdelavo predmetov in mehanizmov, odvisnih od hipokampusa CA1. PLoS One. 5. februar; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL in sod. (2008). Endokrina regulacija kognicije in nevroplastičnosti: naše prizadevanje za razkritje zapletene interakcije med hormoni, možgani in vedenjem. Lahko J Exp Psychol Rev Can Psychol Expérimentale. 62: 247 – 260
- Lynch MA (2004). Dolgoročno potenciranje in spomin. Physiol Rev. Jan; 84 (1): 87-136
Priznanja
Avtor je Teresiti Cruz hvaležen za pomoč.
Vsaka izražena stališča so avtorjeva in ne odražajo nujno stališč PLOS-a. Ta članek ni namenjen spodbujanju prekomernega uživanja alkohola.
Giuseppe Gangarossa je doktoriral iz biomedicinskih znanosti, specialnost Nevroznanost, na Univerzi v Bologni. Bil je gostujoči sodelavec na Karolinska Institutet (Sotckholm, Švedska) in Inserm (Montpellier, Francija), trenutno pa je postdoc na Collège de France (Pariz, Francija). Njegova glavna raziskovalna tema so možganske motnje, povezane z dopaminom. Lahko ga spremljate na twitterju @PeppeGanga
;