Опубліковано лютого 22, 2016 на Джузеппе Гангаросса in Основні неврології, ендокринологія, Пам'ять та навчання, Сексуальні гормони
Коли ми думаємо про статеві гормони, особливо про естрогени і андрогени, ми зазвичай пов'язуємо їх із статтю, статтю та розвитком тіла. Як і всі гормони, вони є хімічними посланцями, речовинами, виробленими в одній частині тіла, які продовжують розповідати іншим частинам, що робити. Тим не менш, ми часто маємо тенденцію забувати про величезний вплив цих стероїдних гормонів на функції мозку. З досліджень на тваринах стало зрозуміло, що під час раннього розвитку вплив мозку на тестостерон і естрадіол, гормони, присутні як у чоловіків, так і у жінок, призводить до незворотних змін в нервовій системі (McCarthy et al., 2012). Зростаюча і дуже приваблива наука наводить на думку, що статеві гормони відіграють нейромодуляторную роль у когнітивній функції мозку (Яновський, 2006). Більше того, дисфункції тестостерону (гіпогонадизм, хімічна кастрація тощо) виявилися пов'язаними з дефектами пам'яті. Однак, незважаючи на ці досягнення, вона все ще залишається загадкою, як статеві гормони впливають на мозок.
У цікавій статті опубліковані в Росії PLoS ONEПіко і колеги намагалися заповнити одну частину головоломки. Вони досліджували нейробіологічні ефекти абляції рецепторів андрогенів головного мозку (АР) на пластичність гіпокампу та когнітивні показники у чоловіків-гризунів (Picot et al., 2016). Хоча в декількох повідомленнях вже було висвітлено зв'язок між статевими гормонами та когнітивними функціями (Galea et al., 2008; Janowsky, 2006), потрібно ще багато чого зробити, щоб повністю з'ясувати «несексуальні» функції андрогенів.
Рецептори андрогенів, тестостерон і мозок
У центральній нервовій системі тестостерон зв'язується з АР, що локалізується в клітинній цитоплазмі. Після активації зв'язування і рецептора АР може транслокуватися в ядро, де він може діяти як ДНК-зв'язує фактор транскрипції, таким чином регулюючи транскрипцію генів. Коли ми розглядаємо моделі експресії АР в головному мозку, ми виявляємо, що він сильно локалізується в корі головного мозку і гіпокампі, які є областями, пов'язаними з високими когнітивними функціями, такими як пам'ять, навчання, мотивація і увагу.
Використовуючи лінію миші, що не володіє АР вираз специфічно в нервовій системі, автори спостерігали чисте зниження тимчасової обробки інформації пам'яті. Цей тип пам'яті являє собою здатність запам'ятовувати порядок, в якому об'єкти або події були випробувані суб'єктом. Миші з нейральними AR-видаленими не могли розрізняти два тимчасово відмінних об'єкти в задачі часової класифікації, в яких гризуни дикого типу могли розрізняти візуальні об'єкти, які були представлені в конкретному тимчасовому порядку (перший і останній об'єкт) (малюнок 1). Тимчасова та розпізнавальна обробка є двома критичними компонентами епізодичної пам'яті. Таким чином, для того, щоб відмежувати, чи може спостерігатися дефіцит внаслідок порушення в першому або останньому процесі, автори виконували завдання з тимчасовою обробкою, тест пам'яті розпізнавання об'єктів, в якому миші повинні розрізняти знайомий і незнайомий об'єкт. Цікаво, що мутантні миші змогли зробити дискримінацію, що свідчить про те, що обробка розпізнавання є інтактною після генетичної делеції AR (малюнок 1). В цілому, цей набір даних свідчить про те, що андрогени можуть впливати на обробку тимчасового порядку епізодичної пам'яті, функцію, яка сильно погіршується при хворобі Альцгеймера. Проте “чи може цей дефіцит бути спричинений дефектною консолідацією або погіршенням пошуку пам'яті- говорить доктор Сакіна Мхауті-Коджа, старший автор дослідження та керівник групи.
Малюнок 1. У нокаутних мишей андрогенного рецептора виявляють порушення в задачі пам'яті тимчасового порядку (а, в), але звичайне розпізнавання новизни (b, d).
Рецептори андрогенів і пластичність мозку
Гіпокамп сильно залучений до тимчасової обробки інформації про пам'ять. Враховуючи поведінкові результати та високий рівень експресії АР в цій структурі, пов'язаній з пам'яттю, автори вирішили дослідити, чи може делеція АР змінювати пластичність мозку. Використовуючи електрофізіологічні прийоми, Пікот та його колеги виявили, що гіпокампи мишей з нейральною АР, які були знищені АР, були меншими.пластик"Як виявлено значне скорочення довгострокового потенціювання (LTP) (малюнок 2). Відомо, що LTP є клітинним і молекулярним субстратом функцій навчання і пам'яті (Lynch, 2004). Хоча прямого зв'язку між поведінкою та LTP якимось чином немає, спокусливо уявити, що церебральний АР може бути критичним для функціонування нейронів. Насправді, за погодженням з експериментами LTP, автори відзначають, що AR-мутантні миші демонструють знижену базальну синаптичну передачу, хоча жодної модифікації іонотропних рецепторів глутамату, AMPA та NMDA, не виявлено. “Втрата або понижуюча регуляція нейронної АР може тоді бути шкідливою для функцій і поведінки, що реалізуються специфічними областями мозку", - запропонували автори.
Малюнок 2. Генетична відсутність АР змінює довгострокове потенціювання (LTP) в гіпокампі.
Майбутні відкриття
Це дослідження є важливим кроком вперед у розумінні несексуальних функцій статевих гормонів. “Це дуже ймовірно- каже доктор Сакіна Мхауті-Коджа,що гормони андрогенів можуть відігравати ключову роль і в жіночому мозку, і поточний проект в лабораторії досліджує цей аспект”. Насправді, незважаючи на відмінності в гормональному вмісті, і самці, і жінки експресують рецептори для андрогенів (АР) і естрогенів (ЕР), що говорить про те, що наш мозок насправді більш складний, ніж ми думали. З цього та інших досліджень виникає багато цікавих питань. Чи можемо ми тоді говорити про сексуальний мозок? Чи є чоловічий і жіночий мозок надзвичайно різними, як ми вважаємо, або навпаки, дивно схожі? Це надзвичайно захоплююче та розширюється сфера досліджень, що призведе до важливих відкриттів, які змінять спосіб розуміння мозку.
посилання
- Маккарті М.М., Арнольд А.П., Болл Г.Ф., Блауштейн Дж.Д., Де Фріс Дж. Дж. (2012). Статеві відмінності в мозку: не така незручна істина. J Neurosci 32: 2241–2247
- Janowsky JS (2006). Мислення з гонадами: тестостерон і пізнання. Тенденції Cogn Sci. 10: 77 – 82
- PicotM, Billard JM, Dombret C, Albac C, Karameh N, Daumas S, Hardin-Pouzet H, Mhaouty-Kodja S (2016). Делеція нервового андрогенного рецептора погіршує часову обробку об’єктів та механізмів, залежних від CA1 гіпокампа. PLoS Один. 5 лютого; 11 (2): e0148328
- Galea LAM, Uban KA, Epp JR, Brummelte S, Barha CK, Wilson WL, et al. (2008). Ендокринна регуляція пізнання і нейропластики: наше прагнення розкрити складну взаємодію між гормонами, мозком і поведінкою. Можна J Exp Psychol Rev Можна Psychol Експериментальна. 62: 247 – 260
- Lynch MA (2004). Довгострокове потенціювання і пам'ять. Physiol Rev. Jan; 84 (1): 87-136
Подяки
Автор вдячний Терезіта Круз за допомогу.
Усі висловлені думки є думками авторів і не обов'язково відображають думки PLOS. Ця стаття не покликана заохочувати надмірне споживання алкоголю.
Джузеппе Гангаросса отримав ступінь доктора біомедичних наук за спеціальністю «Неврологія» в Болонському університеті. Він був запрошеним співробітником в Інституті Каролінської (Соткхольм, Швеція) та Інсерм (Монпельє, Франція), а в даний час є доктором у Коледжі Франції (Париж, Франція). Його основною темою є дофамінові розлади головного мозку. Ви можете стежити за ним у твіттері @PeppeGanga
;