Oestrogeen gemaakt door neuronen belangrijk voor het maken van herinneringen

MEDISCHE FACULTEIT VAN DE AUGUSTA UNIVERSITEIT, GEORGIË

Oestrogeen in de hersenen is belangrijk om neuronen te laten communiceren en herinneringen aan te maken, rapporteren wetenschappers.

Neuronen bij zowel mannen als vrouwen maken oestrogeen aan en de wetenschappers hebben aangetoond dat als ze dat niet doen, hun hersenen significant minder dichte uitlopers en synapsen hebben (beide belangrijke communicatiepunten voor neuronen) in het grootste deel van hun hersenen, genaamd de voorhersenen.

"We denken dat dit aantoont dat oestrogeen een duidelijke rol speelt in synaptische plasticiteit, in hoe de neuronen communiceren en in het geheugen", zegt Dr. Darrell Brann, interim-voorzitter van de afdeling neurowetenschappen en regeneratieve geneeskunde aan het ‘Medical College of Georgia’ van de Augusta Universiteit.

Brann en zijn collega's ontdekten dat muizen wiens neuronen geen oestrogeen maken, een aangetast ruimtelijk referentiegeheugen hebben, zoals een honkbalspeler die niet weet waar de thuisplaat is en wat het betekent om daar te komen, en hetzelfde geldt voor het herkenningsgeheugen en contextuele angstherinnering, dus zij hebben moeite zich te herinneren wat gevaarlijk is. Ze rapporteren daarover in de ‘Journal of Neuroscience’.

Het herstel van de oestrogeenspiegels in het hersengebied brengt verbetering in deze verminderde functies, rapporteren Brann en zijn collega's.

Het was bekend dat aromatase, het enzym dat testosteron omzet in oestrogeen, wordt gemaakt in de hippocampus en cerebrale cortex van de hersenen bij een groot aantal soorten waaronder mensen, zegt Brann, en dat ze allemaal geheugenproblemen kunnen hebben als aromatase wordt geblokkeerd. Patiënten die een aromatase-remmer gebruiken voor oestrogeenafhankelijke borstkanker hebben ook geheugenproblemen gemeld.

Dus voor deze onderzoeken bij muizen schakelden ze aromatase in de voorhersenen uit, waar zich de hippocampus bevindt die een rol speelt bij het maken van langetermijnherinneringen en ruimtelijk geheugen, en in de hersenschors, die belangrijk is voor het geheugen, de aandacht, het bewustzijn en het denken. .

Ze schakelden aromatase alleen uit in de excitatorische (excitatorisch = prikkelend genoemd omdat ze helpen om actie op gang te brengen, zoals een gedachte) neuronen in de voorhersenen om zich zo te concentreren op de rol van oestrogeen dat door deze hersencellen wordt geproduceerd.

Het uiteindelijke resultaat was een afname van 70-80 procent aromatase en oestrogeen in de neuronen in deze gebieden van de hersenen. En verder: "De behandelde muizen kunnen niet zo goed dingen onthouden als de normale muizen," zegt Brann.

Ze deden uitgebreide gedragstesten bij de mannelijke en vrouwelijke muizen. Daarbij waren muizen waarbij als controle hun eierstokken ook waren verwijderd om ervoor te zorgen dat er geen circulerend oestrogeen alsnog in de hersenen terechtkwam.

Elektrofysiologische studies van plakjes van de veranderde hersenen toonden aan dat, hoewel langdurige potentiatie (het proces waarbij synapsen verstevigen om een herinnering te vormen) wel werkte, het bij lange na niet in dezelfde mate functioneerde. Maar door een equivalent oestrogeen rechtstreeks op plakjes van de hippocampus te plaatsen, werd dat vermogen binnen enkele minuten hersteld.

Het uitschakelen van aromatase verminderde ook de expressie van CREB, een belangrijke transcriptiefactor waarvan bekend is dat het een sleutelrol speelt in leren en geheugen, schrijven de wetenschappers, evenals neuron voedende van de hersenen afgeleide neurotrofe factor, ‘brain derived neurotrophic factor’ of BDNF.

Ondanks de cognitieve gebreken, zagen de wetenschappers alleen depressief gedrag bij de dieren waarbij de eierstokken waren verwijderd. De bewegings- en angstniveaus waren normaal bij alle muizen.

De wetenschappers zeggen dat deze bevindingen wijzen op neuron-afgeleid oestrogeen als een nieuwe neuromodulator, in feite een kritische boodschapper waarvan een neuron afhankelijk is om met anderen te communiceren, wat essentieel is voor sleutelfuncties zoals kennis.

"Het is direct genetisch bewijs voor deze rol en ik denk dat dat belangrijk is om te hebben," zegt Brann.

Neuromodulators moeten snel worden aangemaakt en beschikbaar komen, zegt Brann, en daarom wordt oestrogeen in de hersenen geproduceerd. We hebben allemaal basale niveaus die snel kunnen worden gebruikt wanneer dat nodig is, voegt hij eraan toe.

Het is waarschijnlijk glutamaat, de meest voorkomende prikkelende neurotransmitter van de hersenen, die essentieel is voor leren en geheugen, die de productie van oestrogenen door de neuronen stimuleert, voegt Brann toe.

Ondertussen lijken astrocyten, een ander type hersencel dat neuronen voedt en ondersteunt, alleen oestrogeen aan te maken als reactie op een verwonding. In dat scenario is het waarschijnlijk dat cytokines, stoffen die worden uitgescheiden door immuuncellen om ook iets te laten gebeuren, dat de ondersteunende astrocyten ertoe aanzet om de productie te starten, zeggen de wetenschappers die in een ander project specifiek naar astrocyten kijken.

De wetenschappers creëren nu dubbele ‘knock-outs’, waarbij aromatase wordt uitgeput in zowel neuronen als astrocyten, omdat het welzijn van deze twee typen hersencellen met elkaar is verbonden. Interessant is dat de oestrogeenproductie van het neuron kan dalen als reactie op een verwonding, terwijl de productie van de astrocyten dan toeneemt. Brann merkt op dat dit nog een andere manier lijkt te zijn waarop astrocyten neuronen beschermen.

Er is nog veel onbekend wat nog onderzocht moet worden voordat het natuurlijke proces zal worden begrepen, waarna gekeken kan worden naar mogelijke behandelingen, zegt hij. Dat betekent ook meer leren over wat het aromatase in de hersenen reguleert, of de oestrogeenspiegels in de hersenen afnemen bij normale veroudering en, als ze dat doen, wat zou kunnen worden gebruikt om aromatase en oestrogeenproductie in de hersenen te verhogen, zegt Brann.

Van oestrogeen, geproduceerd door de eierstokken, wordt al langer gedacht dat het premenopausale vrouwen beschermt tegen hart- en vaatziekten, waaronder beroertes.

Hersenoestrogeen lijkt ook een beetje een voordeel te geven aan vrouwen omdat, terwijl geheugenstoornissen optraden bij beide geslachten wanneer de productie was aangetast, de tekorten significanter waren bij de vrouwen, merkt Brann op.

De eierstokken gebruiken ook aromatase, hoewel een iets andere vorm, om testosteron in oestrogeen om te zetten. Bewijs tot nu toe, inclusief de nieuwe studie, geeft aan dat het verwijderen van de eierstokken geen invloed heeft op de oestrogeenspiegels in de hersenen, wat suggereert dat de een niet afhankelijk is van de ander, aldus Brann.

Vertaling: Gerda Gjaltema