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Ricerche

Estrogeni prodotti dai neuroni sono importanti per creare ricordi

Dr. Darrell Brann and graduate student Yujiao Lu Il Dott. Darrell Brann e il primo autore Yujiao Lu.

Degli scienziati riferiscono che gli estrogeni nel cervello sono importanti per mantenere la comunicazione tra i neuroni e per creare ricordi.


I neuroni sia dei maschi che delle femmine producono estrogeni e gli scienziati hanno dimostrato che quando non lo fanno il cervello ha spine e sinapsi significativamente meno dense (entrambi punti chiave di comunicazione per i neuroni) nella parte più grande del cervello, chiamata proencefalo.


"Riteniamo che questo dimostri che l'estrogeno ha un ruolo chiaro nella plasticità sinaptica, nel modo in cui i neuroni comunicano e nella memoria", afferma il Dr Darrell Brann, presidente ad interim del Dipartimento di Neuroscienze e Medicina Rigenerativa nel Medical College of Georgia dell'Università di Augusta.


Brann ed i suoi colleghi riferiscono su The Journal of Neuroscience di aver scoperto che i topi i cui neuroni non producono estrogeni hanno la memoria di riferimento spaziale alterata (come un giocatore di baseball che non sa dove si trova il piatto base e cosa significa arrivarci), oltre alla memoria di riconoscimento e alla memoria della paura contestuale (quindi problemi a ricordare cosa è pericoloso).


Il ripristino dei livelli di estrogeni nell'area del cervello recupera queste funzioni compromesse, segnalano Brann e i suoi colleghi.


Sapevamo che l'aromatasi, l'enzima che converte il testosterone in estrogeno, è prodotto nell'ippocampo e nella corteccia cerebrale del cervello in varie specie, compreso l'uomo, dice Brann, e che tutti possono avere deficit di memoria quando viene bloccata l'aromatasi. Anche le pazienti che assumono un inibitore dell'aromatasi per il  carcinoma mammario estrogeno-dipendente riferiscono problemi di memoria.


Quindi, per questi studi sui topi, hanno eliminato l'aromatasi dal proencefalo, che include l'ippocampo (che ha un ruolo nella memoria a lungo termine e nella memoria spaziale), e nella corteccia cerebrale, che è importante per la memoria, l'attenzione, la consapevolezza e il pensiero.


Hanno tolto l'aromatasi solo nei neuroni eccitatori - chiamati così perché aiutano a fare qualche azione come un pensiero - nel proencefalo, per concentrarsi sul ruolo degli estrogeni prodotti da queste cellule cerebrali. Il risultato era una diminuzione del 70-80% dei livelli di aromatasi e di estrogeni nei neuroni in queste aree del cervello. L'altro risultato: "I topi knockout (=senza aromatasi) non possono ricordare come i normali topi", dice Brann.


Hanno sottoposto i topi maschi e femmine ad ampi test comportamentali. Hanno incluso topi con le ovaie rimosse come controllo, per garantire che nessun estrogeno circolante finisse nel cervello.


Studi elettrofisiologici su sezioni del cervello alterato da estrogeni hanno dimostrato che, mentre il potenziamento a lungo termine (quando le sinapsi si rafforzano per formare una memoria) funzionava, non lo faceva allo stesso grado. Ma, mettendo un estrogeno equivalente direttamente sulle fettine dell'ippocampo, si ripristina quella capacità in pochi minuti.


Gli scienziati scrivono che l'eliminazione dell'aromatasi ha anche diminuito l'espressione di CREB, un fattore di trascrizione importante noto per il suo ruolo chiave nell'apprendimento e nella memoria, così come del fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) che nutre i neuroni.


Nonostante i difetti cognitivi, gli scienziati hanno visto solo un comportamento simile alla depressione negli animali con le ovaie rimosse, e i livelli di movimento e ansia erano normali in tutti i topi.


Gli scienziati dicono che questi risultati implicano l'estrogeno derivato dai neuroni come un nuovo neuromodulatore, fondamentalmente un messaggero critico a cui si affida un neurone per comunicare con gli altri, il che è essenziale per funzioni chiave come la cognizione.


"È una prova genetica diretta di questo ruolo e penso che sia importante avere", dice Brann.


I neuromodulatori devono essere creati e rilasciati rapidamente, spiega Brann, che è il modo in cui gli estrogeni vengono prodotti nel cervello. Tutti noi abbiamo livelli basali che possono essere rapidamente indotti quando necessario, aggiunge. Probabilmente è il glutammato, il neurotrasmettitore eccitatorio più abbondante del cervello, essenziale per l'apprendimento e la memoria, ad indurre la produzione di estrogeni dei neuroni, aggiunge Brann.


Nel frattempo gli astrociti, un altro tipo di cellula cerebrale che nutre e alleva in altro modo i neuroni, sembra produrre estrogeni solo in risposta alle ferite. In quello scenario, è probabile che anche le citochine, sostanze secrete dalle cellule immunitarie, possano far accadere qualcosa, che induce gli astrociti di supporto ad iniziare la produzione, affermano gli scienziati che hanno un altro progetto che guarda specificamente agli astrociti.


Gli scienziati stanno ora creando topi con doppio knockout (doppia carenza), in cui l'aromatasi è esaurita sia nei neuroni che negli astrociti, dal momento che il benessere di questi due tipi di cellule cerebrali è collegato. È interessante notare che la produzione di estrogeni del neurone può diminuire in risposta alle lesioni mentre la produzione degli astrociti aumenta. Brann osserva che sembra essere ancora un altro modo in cui gli astrociti proteggono i neuroni.


Ci sono molte caselle vuote da riempire prima che il processo naturale sia compreso e si possa esaminare un trattamento potenziale, dice. Ciò include imparare di più su ciò che regola l'aromatasi cerebrale, se i livelli di estrogeni cerebrali diminuiscono con il normale invecchiamento e, se lo fanno, cosa potrebbe essere usato per aumentare la produzione di aromatasi e di estrogeni nel cervello, dice Brann.


L'estrogeno, presumibilmente prodotto dalle ovaie, è considerato da tempo come una protezione dalle malattie cardiovascolari, incluso l'ictus, per le donne in premenopausa. Anche l'estrogeno cerebrale sembra dare un certo vantaggio alle donne perché, mentre ci sono deficit di memoria in entrambi i sessi quando è compromessa la produzione, i deficit sono più significativi nelle femmine, osserva Brann.


Anche le ovaie usano l'aromatasi, sebbene una forma leggermente diversa, per convertire il testosterone in estrogeno. Le prove trovate fino ad oggi, incluso il nuovo studio, indicano che la rimozione delle ovaie non ha un impatto sui livelli cerebrali di estrogeni, suggerendo gli uni non dipendono dagli altri, dice Brann.

 

 

 


Fonte: Toni Baker in Augusta University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Yujiao Lu, Gangadhara R. Sareddy, Jing Wang, Ruimin Wang, Yong Li, Yan Dong, Quanguang Zhang, Jinyou Liu, Jason OConnor, Jianhua Xu, Ratna K. Vadlamudi and Darrell Brann.Neuron-Derived Estrogen Regulates Synaptic Plasticity and Memory. Journal of Neuroscience, 6 Feb 2019, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1970-18.2019

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