Hormonii sexuali feminini si mecanica memoriei

152

Dr. Karyn Frick exploreaza modul in care hormonii sexuali regleaza formarea memoriei, urmand o cale stabilita de studiul ei finantat de WHRY, in cautarea unor indicii pentru a indeparta boala Alzheimer si alte demente. Credit: Universitatea Yale

Dr. Karyn Frick era nedumerit. Studiul ei de doi ani, inceput cu finantarea de la Women’s Health Research de la Yale in 2005, a constatat ca tratamentul pe termen lung cu hormonii sexuali estrogeni si progesteron nu a imbunatatit memoria asa cum se astepta.

„A fost surprinzator, pentru ca ne-am gandit cu siguranta ca vom vedea un beneficiu de cel putin unele dintre tratamentele noastre”, a spus Frick, acum profesor de psihologie la Universitatea din Wisconsin-Milwaukee.

Asadar, Frick si colegii ei au pivotat de la regimuri de tratament cu hormoni mai lungi la un singur tratament cu estradiol, cea mai activa forma biologic de estrogen, pentru a permite cercetatorilor sa izoleze mai bine mecanismele neuronale din spatele formarii memoriei.

“Aceste descoperiri nule originale ne-au stabilit de fapt pe drumul pe care l-am urmat in ultimul deceniu”, a spus Frick despre munca sa cu modelele de animale. „Inca folosim un singur tratament care vizeaza direct creierul. Si am avut un succes destul de mare in identificarea evenimentelor de semnalizare specifice, a receptorilor si a proceselor celulare care sunt necesare pentru ca estradiolul sa ajute la formarea unei memorii”.

O problema in crestere

Dintre cei 5,3 milioane de americani cu varsta de 65 de ani si mai mari cu boala Alzheimer, aproape 2/3 sunt femei. Chiar daca femeile tind sa traiasca mai mult decat barbatii, longevitatea singura nu poate reprezenta probabilitatea mai mare a femeilor de a dezvolta Alzheimer si alte demente. De exemplu, boala Alzheimer incepe sa se dezvolte cu doua decenii inainte de a putea fi diagnosticata. Si studiile au aratat ca femeile cu o anumita varianta genica au de doua ori mai multe sanse sa dezvolte boala Alzheimer decat femeile fara varianta, in timp ce gena are doar un efect usor asupra cresterii riscului barbatilor pentru boala care distruge memoria.

Aceasta diferenta de sex in riscul bolii Alzheimer a motivat activitatea lui Frick, identificand mecanismele moleculare prin care hormonii sexuali regleaza formarea memoriei, subiect pe care l-a prezentat recent la Montreal la intalnirea anuala a Organizatiei pentru Studiul Diferentelor de Sex.

Frick si alti cercetatori considera ca scaderea estrogenilor in urma menopauzei ar putea explica ceea ce se intampla. Celulele nervoase din regiunile cognitive ale creierului care sunt afectate cel mai devreme de boala Alzheimer depind de estrogeni pentru o functionare corecta. Pierderea precipitata de estrogeni la menopauza lasa aceste celule mai vulnerabile la efectele daunatoare ale bolii. Desi tratamentul cu estrogen poate inversa afectarea cognitiva a modelelor animale de imbatranire si dementa, eficacitatea sa la femei nu este clara si prezinta riscuri de reactii adverse.

„Trebuie sa aflam cum functioneaza estrogenii pentru a regla memoria in primul rand”, a spus Frick. “Deoarece nu puteti proiecta tratamente mai bune daca nu stiti cum functioneaza ceva. Intelegerea evenimentelor moleculare din creierul pe care le utilizeaza estradiolul pentru a facilita formarea memoriei ar putea fi cheia pentru care trebuie sa deblocam potentialul terapeutic al estrogenilor pentru dementa.”

In cautarea raspunsurilor

Studiul Frick, finantat de WHRY, a urmarit sa investigheze o constatare neasteptata din Studiul pentru sanatate al femeilor initiativele de memorie (WHIMS), un studiu clinic randomizat, dublu-orb, controlat cu placebo, realizat de 7.510 femei pentru a determina capacitatea hormonilor sexuali estrogeni si progesteron de a preveni afectarea cognitiva cand se administreaza in medie la 10 ani dupa menopauza. In ciuda studiilor anterioare la femei si modele animale care demonstreaza capacitatea terapiei hormonale de a reduce pierderea de memorie legata de varsta, cercetatorii WHIMS au descoperit ca tratamentul cu estrogeni, cu sau fara o forma sintetica de progesteron, a crescut semnificativ riscul de declin cognitiv si dementa in femei post-menopauza peste 65 de ani.

Frick a examinat daca echipa ei ar putea regla proiectarea WHIMS pentru a arata imbunatatirea memoriei intr-un model animal, prin administrarea de estradiol pentru a simula ciclul menstrual natural si prin utilizarea progesteronului natural, spre deosebire de forma sintetica folosita in WHIMS.

„Am crezut ca terapia cu hormoni sustinuta ar putea fi mai putin eficienta decat tratamentul ciclic, deoarece creierul feminin este cel mai sensibil la estrogenii ciclici si la fluctuatiile de progesteron la care este expusa pentru cea mai mare parte a vietii sale”, a spus Frick. “Si progesteronul sintetic reduce efectele neuroprotectoare ale estrogenilor, in timp ce progesteronul natural exercita efecte neuroprotectoare similare ca estrogenii.”

In mod surprinzator, niciuna dintre terapii nu a imbunatatit memoria si, in mai multe cazuri, memoria afectata la subiectii de varsta medie si varsta. Dar, pentru oamenii de stiinta motivati, aparentele dezavantaje servesc doar pentru a ajuta la completarea imaginii mari si a impinge progresul.

Folosind un model de mouse, echipa lui Frick a inceput sa administreze o singura doza de estradiol indreptata spre hipocampul creierului, un sit important in care amintirile spatiale, contextuale si obiecte

pe termen scurt se consolideaza in amintiri
pe termen lung. Ei au descoperit ca daca au administrat estradiol direct in hipocamp in termen de trei ore de la explorarea unui obiect, au sporit capacitatea subiectilor lor de a-si aminti ulterior identitatea si locatia acelui obiect.

Acest efect s-a dovedit mai rapid decat intelegerea anterioara a modului in care hormonii sexuali afecteaza clasic functionarea celulara, ceea ce necesita ore sau zile pentru ca hormonul sa se difuzeze in celula, sa se lege de receptori, sa se deplaseze in nucleul celular si sa se lege de o anumita parte a celulei ADN-ul si conduce la procesul in care trasaturile mostenite codificate in ADN sunt transcrise pentru a-si indeplini functiile proiectate.

“Tipurile de mecanisme biochimice pe care le-am examinat in ultimul deceniu sunt efecte rapide, sau non-clasice”, a spus Frick. „Stim ca aceste evenimente biochimice rapide sunt responsabile pentru efectele de imbunatatire a memoriei estradiolului, deoarece daca le blocam sa se intample, prevenim formarea amintirilor”.

Local de actiune

Frick, care a fost recrutata la Universitatea din Wisconsin-Milwaukee in 2010, a indreptat atentia catre un proces numit sinteza locala de proteine, in care estradiolul la femei creste proiectiile spinoase ale informatiilor primitoare, ramificate ale celulelor nervoase numite dendrite. Cu cat sunt mai multe spine dendritice, cu atat mai multe contacte pot face celulele nervoase cu alte celule nervoase, crescand plasticitatea – capacitatea creierului de a-si schimba structura fizica si de a creste functia cognitiva.

„Dar pentru a face noi structuri celulare precum coloanele vertebrale, aveti nevoie de proteine”, a spus Frick. “Puteti genera proteine prin cresterea activitatii in nucleul celulei, dar estradiolul creste coloanele vertebrale destul de repede – inca din 30 de minute dupa tratament.

Acest lucru este prea rapid pentru a fi un efect nuclear, asa ca este probabil datorita sintezei locale de proteine din dendrite. masinarie pentru fabricarea proteinelor care construiesc noi spini este prezenta local in dendrite si astfel spinele pot fi facute fara a trece prin nucleu “.

Pasii urmatori

Pentru a intelege modul in care estradiolul promoveaza formarea coloanei vertebrale, Frick se concentreaza pe o forma de reactie chimica in lant numita semnalizare celulara. Caile de semnalizare celulara constau din proteine numite enzime care activeaza urmatoarea enzima din lant dupa propria lor activare. In cadrul dendritelor, doua cai de semnalizare celulara sunt, in special, esentiale pentru estradiol pentru a imbunatati memoria si pentru a creste coloanele dendritice.

Frick si echipa ei au aratat ca, atunci cand activarea acestor cai, numite ERK si mTOR pentru scurt, este blocata, estradiolul nu mai poate imbunatati memoria sau creste coloanele vertebrale in hipocondrul femelelor. Calea mTOR declanseaza sinteza locala de proteine si astfel rezultatele grupului demonstreaza ca estradiolul poate spori memoria prin activarea rapida a semnalizarii celulare, care creste apoi sinteza proteinelor, densitatea coloanei vertebrale si plasticitatea sinaptica.

Succesele lui Frick cu caile ERK si mTOR au determinat echipa ei sa examineze alte cai de semnalizare celulara legate de ERK si mTOR pentru a determina alte molecule posibile pe care estradiolul le-ar putea folosi pentru a influenta formarea memoriei.

“Vrem sa intelegem cum estradiolul afecteaza memoria la nivel molecular”, a spus Frick. „Daca ne putem da seama, atunci putem identifica potentialele tinte pentru dezvoltarea viitoare a medicamentelor”.

In cele din urma, Frick spera ca cercetatorii pot dezvolta un tratament care sa actioneze direct asupra receptorilor de estrogen ai celulelor nervoase, fara a fi nevoie sa foloseasca terapie cu estrogen, reducand riscul posibilelor reactii adverse.

„Efectele adverse nocive ale terapiei hormonale sunt cauzate de estrogenii care se leaga la receptorii de estrogen din intreg corpul, nu doar in creier”, a spus Frick. „Daca putem ocoli receptorii estrogeni si vizam mecanismele biochimice care stau in aval de receptorii estrogeni din celulele nervoase, atunci putem dezvolta medicamente care sa imite efectele benefice ale estrogenilor asupra memoriei fara efectele secundare daunatoare”.

In momentul in care a primit grantul WHRY, Frick era un profesor asistent care inca nu avusese o finantare majora de la Institutele Nationale de Sanatate, precum cea pe care o foloseste acum pentru a avansa aceasta lucrare.

„A avea o organizatie precum WHRY care sa sprijine investigatorii juniori pentru a-si face cercetarile de pe teren este cu adevarat fantastic”, a spus ea. “A fost foarte instrumental pentru a ma ajuta sa reusesc.”

Si si-a exprimat aprecierea pentru abilitatea WHRY de a nu creste doar stiinta vitala, ci si cariera de stiinta profesionala.

„Finantarea noastra WHRY nu numai ca a beneficiat de mine, ci si fiecare dintre studentii mei care au lucrat la proiect”, a spus Frick. „Acesti studenti absolventi si studenti sunt primii investigatori ai zilei de maine, asa ca sprijinul WHRY va fi perpetuat bine in viitor”.

Referire: Hormoni sexuali feminini si mecanici ai memoriei (2018, 2 martie) preluat 6 iunie 2020 de la https://medicalxpress.com/news/2018-03-female-sex-hormones-mechanics-memory.html

Acest document este supus drepturilor de autor. In afara de orice tranzactie corecta in scopul studiului sau cercetarii private, nicio parte nu poate fi reprodusa fara permisiunea scrisa. Continutul este furnizat doar in scop informativ.

Hormonii sexuali feminini si mecanica memoriei

Populare

Afla cum iti poti lansa o mica afacere folosind un spatiu...

Top 10 cele mai supraevaluate filme din toate timpurile

10 regizori care au facut un film de groaza si au...

10 documentare care au schimbat perceptia publicului

Top 10 interviuri controversate cu celebritati din toate timpurile

Top 10 cele mai memorabile momente ale premiilor Oscar

Cum se schimba viata atunci cand intri in cercurile sociale ale...

10 povesti ciudate din lumea rap pe care sa le cunosti

10 secrete intunecate din lumea surprinzator de rasucita a K-Pop

10 melodii rock inspirate de evenimente groaznice