Эстроген и прогестерон: за репродукцией

Исследование нейронауки объясняет, как репродуктивные гормоны защищают мозг

Еще раз мне очень повезло (пожалуйста, проверьте мою статью о 8 привычках высокопоставленных людей), чтобы эта статья была написана одним из старшеклассников, который является экспертом в том, как репродуктивные гормоны действуют на мозг. Стефани Koebele завершает свои кандидатские исследования в лаборатории нейробиологии доктора Хизер Бимонте-Нельсон в отделе психологии в Аризонском государственном университете.

Мэри – занятая женщина. Ее сын только начал колледж, и ее дочь собирается окончить среднюю школу. Она работает в качестве фармацевта и добровольцев в своей общине в выходные дни. В то время как у Мэри всегда было много энергии, она заметила в последние несколько лет, что она чувствовала внезапные и неудобные приливы тепла и чувствует себя необычайно тревожной или грустной. Сейчас, в 53 года, она замечает, что ее ум не такой резкий, как раньше – иногда она смещает свои ключи или забывает список продуктов. Мэри опасается, что она может испытывать некоторые ранние признаки слабоумия. Но разве это наиболее вероятное объяснение?

К счастью, не все ошибки памяти в середине жизни являются признаками будущего когнитивного снижения. В течение последних нескольких лет Мэри фактически переживала переход к менопаузе. Действительно, около 50 лет женщины начинают испытывать несколько физиологических показателей, включая: горячие вспышки, ночные поты, прибавку в весе, усталость, изменения настроения и / или туман памяти. Эти нежелательные симптомы полностью нормальны, распространены и чаще всего связаны с переходом на менопаузу. Мэри слышала, что гормональная терапия может помочь с ее горячими вспышками и рассматривает вопрос о том, чтобы ее врач рассказал о своих вариантах. Она хочет понять все преимущества, риски и последствия, которые могут иметь эти гормоны на ее теле.

Что такое менопауза?

• Психология первого поцелуя
• «Как человек?» “Совсем как женщина?”
• Перфекционизм и беременная женщина, часть 3
• Даже Джессика Биль не была готова к ее доставке
• Сказка о служанках получает одну вещь очень неправду

Яичники являются основным производственным центром тела для половых стероидных гормонов эстрогена и прогестерона. Женщины рождаются со всеми яйцами, которые у них когда-либо будут в яичниках. На протяжении всей жизни некоторые из этих яиц растут и овулируются во время каждого менструального цикла, в течение которого уровни циркулирующего эстрогена обычно колеблются между 50-300 пг / мл и прогестероном между 1-20 нг / мл. Большинство яиц никогда не созревают и вместо этого будут естественным образом устранены процессом, называемым атрезия.

К тому времени, когда женщине исполнилось 50 лет, в яичниках осталось очень мало яиц, и, следовательно, в организме есть значительно уменьшенные или даже необнаруживаемые уровни эстрогенов и прогестерона. После менопаузы (определяемой как 12 месяцев подряд без менструального периода), когда нет яиц, женщина будет считаться «постклимактерией». Это явление приобрело успех, поскольку люди живут все более и более продолжительными жизнями. Таким образом, женщина может прожить 30-50 лет в этой постклимактерической стадии жизни и испытывать уникальные изменения, которые могут существенно повлиять на ее качество жизни.

Большинство женщин, таких как Мария, переживают естественный переход к менопаузе в течение четырех-десяти лет; однако 10-15% женщин подвергаются гинекологической хирургии по целому ряду причин. Одна из таких операций, оофорэктомия (хирургическое удаление яичников) приводит к резкому падению гормонов, полученных из яичников, таких как эстроген и прогестерон, до необнаруживаемых уровней. Это, по сути, хирургически вызванная менопауза, которая может произойти в любой момент жизни женщины.

• Нет достойного человека …
• Нет такой вещи, как «хорошее» критическое мышление
• Сделать детей Америки здоровыми (снова): часть первая
• Наука о «Моей мозге»
• Беременным женщинам нужен скрининг на тревогу и депрессию

Уровни эстрогена и прогестерона изменяются до, во время и после менопаузы.

Источник: Стефани Кёбеле – используется с разрешения

Эстроген и прогестерон

Сексуальные стероидные гормоны эстрогена и прогестерона были обнаружены менее 100 лет назад. Считалось, что эти гормоны важны только для размножения. Эстроген регулирует менструальный цикл и овуляцию, контролирует развитие вторичных половых признаков во время полового созревания и помогает подготовить репродуктивную систему к потенциальной беременности. Прогестерон, «прогестационный» гормон, работает вместе с эстрогеном для подготовки матки к беременности, способствует имплантации оплодотворенного яйца в матку и является важным элементом для поддержания беременности. Если беременность не возникает в данном месяце, естественное циклическое снижение прогестерона инициирует менструальный период.

Помимо этих известных репродуктивных функций, более поздние открытия указывают на разнообразные и далеко идущие нерепродуктивные роли для эстрогена и прогестерона, включая благоприятное воздействие на кости, волосы, ногти и кожу. Одним из удивительных открытий является то, что эстроген и прогестерон обладают мощными нерепродуктивными эффектами в мозге.

Как эстроген и прогестерон проникают в мозг и что именно представляют собой эти «репродуктивные гормоны»? Сексуальные стероидные гормоны, такие как эстроген и прогестерон, сделаны из холестерина и путешествуют в крови. Они легко пересекаются через клеточные мембраны, а также через гематоэнцефалический барьер, который позволяет некоторым молекулам проникать в мозг. Внутри центральной нервной системы гормоны действуют на рецепторные мишени и вызывают изменения, такие как увеличение или уменьшение уровней белка и нейротрансмиттера, что существенно влияет на многие структуры и функции мозга.

Ниже приведены четыре способа, которыми эти «репродуктивные гормоны» влияют на мозг за пределами их обычных ролей в размножении, и почему женщины, такие как Мэри, должны заботиться об этих эффектах.

ОБУЧЕНИЕ И ПАМЯТЬ

Забвение Мэри является распространенным, хотя и недооцененным симптомом менопаузы .

Одной из наиболее изученных функций половых стероидных гормонов является их роль в обучении и памяти. Структура мозга, называемая гиппокампом, тесно связана с обучением и памятью; особенно в форме явных воспоминаний (т.е. воспоминаний о фактах и ​​личных переживаниях).

Мышиный гиппокамп со специальным пятном для клеток, которые делают ингибирующий нейротрансмиттер ГАМК, который связан с релаксацией центральной нервной системы

Источник: Майкл Холтер и д-р Джейсон Ньюберн – используются с разрешения

Гиппокамп имеет множество рецепторов или мест действия специально для эстрогена и прогестерона. Так как же потеря этих гормонов с естественной или хирургической менопаузой влияет на здоровье мозга? Лаборатория нейробиологии памяти и старения в Аризонском государственном университете во главе с доктором Хизер Бимонте-Нельсон стремится ответить на вопросы о влиянии и ролях этих гормонов на мозг.

Мышь гиппокампа. Синий = нейроны и зеленые = астроциты (тип глии – опорные клетки)

Источник: Майкл Холтер и д-р Джейсон Ньюберн – используются с разрешения

Изучение влияния гормонов, полученных из яичников, на мозг человека является сложной задачей. Ученые часто полагаются на модели животных (как правило, грызунов, которые имеют сходную репродуктивную систему) человеческой менопаузы. Две известные модели грызунов менопаузы включают хирургическую модель, называемую овариэктомией (хирургическое удаление яичников) и модель переходной менопаузы с использованием препарата, называемого VCD.

Лаборатория Bimonte-Nelson показала, что удаление хирургических яичников у крыс было связано с меньшей пространственной рабочей памятью; тип краткосрочной памяти, который требует запоминания нескольких фрагментов информации одновременно при навигации по среде (лабиринт). ¹ Крысы, которые получали либо 17b-эстрадиол (природный эстроген), либо синтетический прогестерон, называемый левоноргестерол, улучшили свою рабочую память в лабиринте. Однако крысы, которые получили оба препарата вместе, фактически увеличили количество ошибок, допущенных до решения лабиринта, что указывает на то, что препараты могут противостоять друг другу, а не давать дополнительную выгоду. ²

Чтобы изучить, как временная менопауза влияет на память, Бимонте-Нельсон и коллеги показали, что администрация VCD для молодых взрослых крыс отрицательно повлияла на пространственную рабочую память. ³ Они также продемонстрировали, что введение конъюгированных лошадиных эстрогенов (ЦВЕ, более известных как Premarin), общей эстрогенной гормональной терапии, для крыс среднего возраста после индуцированной VCD временной менопаузы нарушает память, но такое же лечение улучшает память после хирургической менопаузы. Поэтому, в зависимости от типа модели менопаузы, которую испытывает животное, гормональная терапия может иметь различные эффекты памяти. ⁴

ИСТОРИЯ И ДЕПРЕССИЯ

Необычные печальные настроения и беспокойство Мэри могут быть связаны с ее переходом на менопаузу.

Нарушения настроения более распространены у женщин, чем у мужчин. Изменения уровня репродуктивного гормона могут оказать глубокое влияние на настроение.

Серотонин – нейротрансмиттер, тесно связанный с регуляцией настроения. Фермент триптофан-гидроксилаза-2 (TpH2) превращает аминокислоту триптофан в серотонин. Эстроген увеличивает мРНК TpH2 (помогает сделать больше серотонина в мозге). Неудивительно, что женщины с менопаузой (у которых низкий уровень эстрогена) снижают серотонинергическую активность мозга, и это может сыграть значительную роль в возникновении тревоги и депрессии во время менопаузы. Лаборатория Bimonte-Nelson обнаружила, что хирургическое удаление яичников у крыс среднего возраста уменьшало мРНК TpH2, а введение CEE или 17b-эстрадиола увеличивало экспрессию мРНК TpH2, что коррелировало с лучшей пространственной памятью и менее тревожноподобным и депрессивным поведением. ⁵

Это исследование подтверждает идею о том, что эстроген защищает от депрессии и тревоги, и что терапия эстрогенным гормоном помогает смягчить изменения настроения после хирургической менопаузы.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕ СТРОКА И ТРАВМА МОЗГА

У Мэри есть семейная история инсульта, и он задается вопросом, как менопауза и старение могут повлиять на ее риск.

Эстроген играет важную роль в регуляции нормальной цереброваскулярной функции для поддержания гомеостаза несколькими способами:

• Способствует противовоспалительным молекулам и регулирует кровоток в головном мозге, воздействуя на рецепторы, расположенные в специализированных клетках, выстилающих кровеносные сосуды мозга, называемые эндотелиальными клетками.
• Промежуточная проницаемость кровяного мозга (также через эндотелиальные клетки).
• Регулирует функцию митохондрий и взаимодействует с глией (иммунными и поддерживающими клетками мозга), чтобы поддерживать здоровый мозг.

Гормоны яичников являются нейропротективными после травмы. После менопаузы повышается риск развития инсульта и сердечно-сосудистых заболеваний у женщин. Эстроген может защищать и излечивать мозг после повреждения, такого как ишемический инсульт или травматическая черепно-мозговая травма (например, предотвращение гибели клеток головного мозга после травмы). Хотя клинические исследования еще не являются окончательными в отношении эстрогенсодержащей гормональной терапии при восстановлении инсульта, понимание того, как эстроген взаимодействует с циркуляцией мозга на клеточном и молекулярном уровне, дает представление о будущих терапевтических возможностях. ⁶

Лечение прогестероном также связано с нейропротекцией после черепно-мозговой травмы. Модели животных при инсульте и травматической черепно-мозговой травме указывают на то, что отдача высокой дозы прогестерона до или после травмы уменьшает размер поврежденной области, стимулирует противовоспалительные действия глии и усиливает восстановление сенсорно-моторной и когнитивной функции после травмы , Эти репродуктивные гормоны могут увеличить факторы роста в мозге, которые приводят процесс восстановления в движение. Кроме того, гормоны яичников естественным образом метаболизируются в отношении других биологически активных веществ. Allopregnanolone, метаболит прогестерона, был приписан нейрозащите после травмы через его способность модулировать ингибитор нейромедиатора ГАМК. ⁷

Прорабатываются ли прогестерон и эстроген вместе или с помощью различных путей продвижения нейропротекции и повышения перспектив восстановления.

Источник: Deanna Dent – используется с разрешения

нейродегенерации

Пропуски памяти нормальны даже при здоровом старении, но менопауза может повлиять на риск снижения когнитивной способности и / или слабоумия Мэри

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, деменция в настоящее время затрагивает около 47 миллионов человек во всем мире, и к 2050 году это число, по прогнозам, утроится. Деменция не является нормальным явлением старения, а скорее является зонтичным термином для болезней и расстройств, которые приводят к постепенному снижению памяти, исполнительному функционированию и способности самостоятельно выполнять повседневные задачи. Болезнь Альцгеймера (AD) является одним из таких прогрессирующих нейродегенеративных заболеваний, который имеет некоторые уникальные характеристики:

1. У AD есть два специфических маркера нейропатологии: бляшки амилоид-бета и нейрофибриллярные тау-клубки.
2. AD представляет два основных способа:

• Семейное, раннее начало (около 40 лет). Генетически наследуется и составляет <1% от общего числа случаев АД.
• Спорадический, поздний период (после 65 лет). Люди с определенной формой гена аполипопротеина – ApoE-ε4 – имеют более высокий риск

2/3 диагностированных случаев – женщины.

Левая часть человеческого мозга – некоторые функции более высокого уровня

Источник: Стефани Кёбеле – используется с разрешения

В то время как ни различие в половых различиях в статусе гена ApoE, ни увеличение продолжительности жизни женщин в полной мере объясняют тот факт, что у женщин непропорционально влияет AD, взаимодействие этих факторов с потерей эстрогена и прогестерона в период менопаузы может помочь объяснить повышенную восприимчивость женщин к AD со старением. ⁸

Исследования клиники Майо показали оофорэктомию до естественной менопаузы и без последующей гормональной терапии увеличивает относительный риск развития АД. Интересно, что женщины, которые принимали эстрогенсодержащую гормональную терапию после оофорэктомии до 50 лет, не имели повышенного риска развития АД, что указывало на некоторую нейропротективную роль эстрогена. К сожалению, другие крупные клинические испытания пришли к выводу, что гормональная терапия может фактически повысить риск развития деменции, что добавляет сложности для понимания нейропротекторных свойств яичников. ⁹

Фактическая корональная МРТ одного из авторов, показывающая гиппокамп в фиолетовом

Источник: Стефани Кёбеле – используется с разрешения

Вернемся к гиппокампу: он имеет решающее значение для обучения и памяти и загружен рецепторами эстрогена и прогестерона. Эта структура мозга является одной из наиболее сильно затронутых AD. Трансгенные животные модели AD (гены человека, вставленные в их ДНК), свидетельствуют о том, что овариэктомия может физически изменить мозг, усугубляя нагрузку бляшки амилоид-бета в гиппокампе (аналогично AD). Лечение эстрогенами может улучшить это.

Тем не менее, в других лабораториях не сообщается об изменении AD-подобной патологии после удаления яичника или лечения эстрогенами и / или нет когнитивных улучшений после введения гормонов. Таким образом, потеря и замена эстрогена еще не доказали причинного воздействия на развитие и прогрессирование AD-патологии, но четко взаимодействуют с факторами, способствующими развитию AD, такими как воспаление и цереброваскулярные изменения, и, таким образом, по-прежнему представляют собой значительную область исследования ,

Предлагаемое «окно возможностей» для преимуществ гормональной терапии, вероятно, также сыграет значимую роль в понимании сложных отношений между менопаузой, старением, мозгом и нейродегенеративным заболеванием.

Очевидно, что эффекты эстрогена и прогестерона выходят за пределы гонад.

Источник: Роберт Юинг – используется с разрешения

Учитывая, что женщины живут дольше, ученые, такие как д-р Хизер Бимонте-Нельсон и коллеги из Лаборатории нейробиологии памяти и старения в Аризонском государственном университете, стремятся открыть новые способы содействия здоровому старению головного мозга и поддерживать высокое качество жизни.

Лучший,

Стефани Кёбеле и Нил Фарбер

Следуйте за Нилом в Twitter и на instagram @ thekeytoachieve

Как и моя страница на Facebook, «Ключ к достижению»,

Посмотрите мою последнюю книгу на Amazon, Throw Away Your Vision Board: Правда о законе притяжения

Посмотрите мою книгу на Amazon, Making Lemonade: 101 рецепт для превращения негативов в положительные
Посетите наш сайт www.TheKeytoAchieve.com

Рекомендации

1. Bimonte HA, Denenberg VH. Эстрадиол способствует повышению производительности при увеличении рабочей нагрузки. Психонейроэндокринология. 1999; 24 (2): 161-173.

2. Пракапенка А.В., Хирой Р., Кихиус А.М., Карсон К.К., Пател С., Бернс-Леоне С, Фокс С, Сирианни Р.В., Бимонте-Нельсон Г.А. Контрастирующие эффекты индивидуальных и комбинированных режимов эстрогена и прогестогена при увеличении нагрузки на рабочую память у крыс с овариэктомией среднего возраста: один плюс один не равен двум. Нейробиологическое старение. 2018; 64: 1-14.

3. Koebele SV, Mennenga SE, Hiroi R, Quihuis AM, Hewitt LT, Poisson ML, George C, Mayer LP, Dyer CA, Aiken LS, Demers LM, Carson C, Bimonte-Nelson HA. Когнитивные изменения во время менопаузы: продольная оценка влияния возраста и состояния яичников на пространственную память. Хорм Бехав. 2017; 87: 96-114.

4. Acosta JI, Mayer LP, Braden BB, Nonnenmacher S, Mennenga SE, Bimonte-Nelson HA. Когнитивные эффекты конъюгированных лошадиных эстрогенов зависят от того, является ли менопауза этиология переходной или хирургической. Эндокринологии. 2010; 151 (8): 3795-3804.

5. Hiroi R, Weyrich G, Koebele SV, Mennenga SE, Talboom JS, Hewitt LT, Lavery CN, Mendoza P, Jordan A, Bimonte-Nelson HA. Преимущества эстрогенов гормональной терапии зависят от типа эстрогена: 17-бета-эстрадиол и конъюгированные лошадиные эстрогены оказывают дифференциальное воздействие на когнитивные, тревожноподобные и депрессивныеподобные поведения и повышают уровень мРНК триптофана гидроксилазы-2 в дорзале. Передняя нейроси. 2016; 10 (декабрь): 1-20.

6. Engler-Chiurazzi EB, Brown CM, Povroznik JM, Simpkins JW. Эстрогены как нейропротекторы: эстрогенные действия в контексте когнитивного старения и черепно-мозговой травмы. Prog Neurobiol. 2016.

7. Сингх М., Су С. Прогестерон-индуцированная нейропротекция: факторы, которые могут прогнозировать терапевтическую эффективность. Brain Res. 2013, 1514: 98-106.

8. Ридель БК, Томпсон П.М., Бринтон Р.Д. Возраст, АПОЕ и секс: Триада риска болезни Альцгеймера. J Steroid Biochem Mol Biol. 2016; 160: 134-147.

9. Rocca WA, Гроссардт Б.Р., Шустер Л.Т. Оофорэктомия, менопауза, лечение эстрогенами и когнитивное старение: клинические данные для окна возможностей. Brain Res. 2011; 1379: 188-198.