Spol in spolni hormoni vplivajo na bolečinski odziv možganov in še več, glede na nove študije | 2020

Vsebina:

Anonim

»Razumevanje vpliva hormonov na spolne razlike v možganih je pomembno za razumevanje človekovega zdravja in bolezni,« pravi dr. Jill Becker, univ. »Nekatera stanja, na primer trdovratni bolečinski sindromi, na primer fibromialgija in TMJ (sindrom temporomandibularnega sklepa), se pogosteje diagnosticirajo pri ženskah kot pri moških. Več žensk kot moških trpi tudi za motnjami razpoloženja, kot so velika depresija in anksiozne motnje. Po drugi strani pa več moških kot žensk razvije alkoholizem in zlorablja droge.

Študija razlik med moškimi in ženskimi možgani, povezanih s hormoni, ni tako preprosta, kot se zdi na prvi pogled. Enostavne primerjave moških in žensk niso možne zaradi ciklične narave proizvodnje reproduktivnega hormona pri ženskah, poudarja Becker. Menstrualni cikel pri ljudeh in drugih primatih ter estrus cikel pri podganah in miših vključujejo nenehno spreminjanje ravni reproduktivnih hormonov v krvi in ​​možganih. Čeprav se razvoj možganov začne že pred rojstvom, se nadaljuje tudi v mladem odraslem življenju in vedno več je dokazov, da deli možganov še naprej rastejo, umrejo in se spreminjajo skozi celotno življenjsko dobo.

»Reproduktivni hormoni vplivajo na vse te stopnje rasti in razvoja možganov,« pravi Becker. "Iz teh in drugih razlogov je študija spolnih razlik v možganih zapletena in zanimiva."

Liisa Galea, Univerza v Britanski Kolumbiji, je raziskovala prispevek ene oblike estrogena, estradiola k učenju in spominu. V nedavnih študijah na živalih je Galea in njeni sodelavci preučevali učinek nizke in visoke ravni estradiola na delovni in referenčni spomin. Delovni pomnilnik ali kratkoročni pomnilnik manipulira in pridobiva informacije, ki so potrebne za začasno nalogo; hitro razpade. Referenčni spomin vključuje dolgoročno shranjevanje informacij in je sčasoma stabilen. »Ko se spomnite, kje je vaš avto na parkirišču nakupovalnega središča na kateri koli dan, uporabljate delovni spomin,« pojasnjuje Galea. »Ko boste dan za dnem našli parkirišče nakupovalnega središča, uporabljate referenčni spomin.«

V svoji študiji so Galea in njeni sodelavci odstranili jajčnike pri odraslih samicah podgan (da bi odstranili naravno proizvedene estrogene) in nato podganam dali različne ravni estradiola. »Ugotovili smo, da je nizka vsebnost estradiola izboljšala delovni spomin na živali, vendar so visoke ravni poslabšale tako njihov delovni kot referenčni spomin,« pravi Galea. Poleg moduliranja oblik učenja in spomina estradiol vpliva na rast celic v mnogih delih možganov - in, kot sta ugotovila Galea in njeni sodelavci, so učinki estradiola na to rast različni v možganih moških in žensk. V nedavnih študijah na živalih so Galea in njeni sodelavci odkrili, da so se visoke ravni estradiola pri ženskah sprva povečale, nato pa zatem zmanjšale, proizvodnja novih možganskih celic v zobatem girusu hipokampusa, ki je del možganov, ki sodelujejo pri učenju in spominu. in proizvaja nove nevrone skozi vse življenje. Zdi se, da isti vzorec v možganskih možganih ni podoben. Ko so nastale nove možganske celice, pa je estradiol izboljšal njihovo preživetje različno pri moških in ženskah. "Pri podganjih samcih je estradiol izboljšal preživetje novih celic le v diskretnem časovnem obdobju," pravi Galea, "toda pri ženskah je prišlo do povečanja števila novih nevronov, povzročenih z estradiolom, v vseh preizkušenih časovnih obdobjih."

Kot kažejo te in druge študije, ima estradiol kompleksne interakcije z učenjem in spominom ter z rastjo možganskih celic - in te interakcije so različne v možganih moških in žensk. To delo obljublja, da bo vodilo do popolnejšega razumevanja učinkov reproduktivnih hormonov v možganih. Zlasti lahko prinese nov vpogled v nejasne in na videz protislovne učinke uporabe estrogena pri ženskah po menopavzi na učenje in spomin. Lahko tudi pomaga razložiti mehanizme, ki so podlaga za razlike med spoloma v kogniciji in dovzetnosti za duševne bolezni.

Na Univerzi v Michiganu so dr. Jon-Kar Zubieta in njegovi sodelavci proučevali vpliv spolnih hormonov na bolečine in sisteme odziva na stres v možganih. Ugotovili so, da so razlike med moškimi in ženskami pri zaznavanju in izkušnjah trajne bolečine - same po sebi fizični in psihološki stresorji - delno posledica vpliva reproduktivnih hormonov na možgane. Te ugotovitve obetajo, da bodo vodile k boljšemu razumevanju, kako in zakaj se določene bolezni, za katere je značilna kronična bolečina, kot so fibromialgija in TMJ, pogosteje pojavljajo pri ženskah kot pri moških.

Zubietine raziskave so se osredotočile na posebno nevrokemično pot v možganih - mu-opioidni nevrotransmiterski sistem - ki uporablja endogene kemikalije, imenovane opioidi (splošno znane kot endorfini in enkefalini), da pošiljajo signale med možganskimi celicami, da bi zatrli občutek bolečine. Ko stresni dražljaj, kot je stalna fizična bolečina ali hud čustveni stres, ogroža dobro počutje telesa, možgani sprostijo te opioidne peptide, ki se nato vežejo na receptorje (znane kot mu-opioidni receptorji), ki se nahajajo v različnih regijah po vsem svetu. možganov. "Hitra aktivacija tega sistema zavira posameznikovo dojemanje stresnega dogodka in čustev, ki ga spremljajo," pojasnjuje Zubieta, "s čimer je bolečina in stres bolj dopustna."

Za preučevanje mu-opioidnega nevrotransmiterskega sistema, Zubieta in njegovi sodelavci uporabljajo slikanje možganov s pozitronsko-emisijsko tomografijo (PET), kar jim omogoča, da opazujejo delovanje sistema. Prostovoljci se skenirajo v obdobju 20 minut, ko prejmejo zmerno bolečino, ki povzroči neškodljivo injekcijo slane vode v čeljustni mišici.(Bolečine se razpršijo v nekaj minutah po zaključku poskusa in ne povzročajo ostankov poškodb.) Študije so dvojno slepe in s placebom nadzorovane.

V študiji, ki je vključevala 14 moških in 14 žensk, je Zubieta odkrila pomembne razlike v tem, kako se možgani moških in žensk odzivajo na bolečino. Moški so imeli povečano količino endorfinov, ki so se sproščali v nekaterih delih možganov med bolečim stanjem poskusa, medtem ko je večina žensk pokazala zmanjšanje. Udeležence smo prosili, da ocenijo intenzivnost in neprijetnost bolečine. Ženske so dosledno zagotavljale višje ocene za obe.

Vse ženske v tej zgodnji študiji so bile v zgodnji folikularni fazi menstrualnega ciklusa (kmalu po menstruaciji), ko so ravni estrogena in progestina v krvi nizke. Nihče ni jemal hormonske kontracepcije in vsi so se mesec dni prej ovulirali. Za njihovo zadnjo študijo sta se Zubieta in njegovi kolegi odločili, da preverijo, ali bi različne ravni estrogena v krvi spremenile odziv mu-opioidnega sistema pri ženskah. Z istim modelom bolečine v čeljusti so znanstveniki proučevali skupino žensk med folikularno fazo menstrualnega ciklusa in ponovno v isti fazi v drugem mesecu, vendar potem, ko so ženske teden dni nosile kožni obliž, ki sprošča estrogen. Rezultati so bili presenetljivi. Ko so bile ravni estrogena visoke, so ženske pokazale izrazito povečanje sposobnosti za sproščanje endorfinov in aktiviranje mu-opioidnih receptorjev - povečanje, ki je bilo konkurenčno in celo preseglo moške. Ženske so ocenile tudi intenzivnost in neprijetnost bolečine, kot so jih imele, ko so bile njihove ravni estrogena nizke.

»Naše študije kažejo, da so nekatere razlike med spoloma pri posameznikovem odzivu na bolečino ali, bolj splošno, na pomemben stresor posredovane s pomočjo specifičnih kemičnih sistemov v človeških možganih in da so ti odzivi modulirani s krvnimi stopnjami spolnih hormonov. , ”Pravi Zubieta.

Zubieta pravi, da povezovanje občutljivosti na bolečino in regulacije na reproduktivne hormone, zlasti estrogen, povzroča nekaj »evolucijskega« pomena. Ženske potrebujejo bolj prilagodljive, prilagodljive mehanizme za zaščito pred poškodbami v reproduktivnih letih, da bi ohranile reproduktivno funkcijo vrste, pravi. Hkrati se morajo ženske prilagoditi telesnim spremembam in bolečinam, ki se zgodijo med nosečnostjo in porodom - čas, ko so reproduktivni hormoni ves čas visoki. »Zato morajo razviti mehanizme, kot je mu-opioidni nevrotransmitorski sistem, ki spodbujajo tovrstno prožnost,« pravi Zubieta. "Zanimivo je, da je ta nevrotransmitorski sistem vključen tudi v obnašanje navezanosti mater in potomcev, kar je še eno področje, kjer lahko igrajo estrogene."

Na univerzi McMaster so dr. Meir Steiner in njegovi sodelavci proučevali vlogo, ki jo lahko imajo estrogen in drugi reproduktivni hormoni pri razlikah med spoloma pri depresiji. Pri ženskah je dva do trikrat pogostejše kot moške, da doživijo hudo depresivno epizodo v življenju.

»Osnovni vzrok za razlike med spoloma pri depresiji in drugih motnjah razpoloženja ni povsem jasen,« pravi Steiner, »vendar razlike, ki se v puberteti začnejo precej dramatično in postajajo manj izrazite po menopavzi, močno kažejo na povezavo s spreminjajočim se estrogenom in progesteronom. Čeprav hormoni nihajo tako pri moških kot pri ženskah, so nihanja veliko bolj izrazita pri ženskah, zlasti pri menstrualnih ciklusih, v tednih po nosečnosti (po porodu) in v obdobju pred menopavzo (perimenopavza). Ta nihanja, kot je predlagal Steiner, povzročajo motnje vzdolž osi hipotalamus-hipofiza-nadledvična žleza, ki je del nevroendokrinega sistema, za katerega se domneva, da igra glavno vlogo v reakciji telesa na stres.

Ker se pri vseh ženskah pojavljajo hormonska nihanja, vendar pa vse ženske nimajo klinične depresije, je verjetno, da imajo ženske, ki imajo depresijo in razpoloženjske motnje zaradi hormonov, genetsko predispozicijo do njih, dodaja Steiner. Potrebne so nadaljnje raziskave, da bi identificirali specifične genetske označevalce, ki bi lahko vodili k boljšemu razumevanju, kako ravnovesje med estrogenom, progesteronom, testosteronom in drugimi reproduktivnimi hormoni vpliva na delovanje možganov in povečuje občutljivost žensk na depresijo.

V nedavnih študijah na živalih so doktor dr. Rebecca Craft in njeni sodelavci na državni univerzi v Washingtonu ugotovili, da so razlike v občutljivosti na bolečino in analgetiki opiatov med moškimi in ženskami predvsem posledica izpostavljenosti testosterona med zgodnjim razvojem. Z uporabo modela podgan, ki kaže posebno dramatične razlike med spoloma v odzivu na opiatno analgezijo, so raziskovalci manipulirali s hormoni pri podganah, ko so bile živali zelo mlade in nato še enkrat, ko so bile podgane odrasle. Pragovi bolečine pri živalih in njihov odziv na analgezijo, povzročeno z morfinom, so nato ovrednotili z dvema različnima testoma.

Craft in njeni sodelavci so ugotovili, da je zgodnje pomanjkanje testosterona povečalo občutljivost za bolečine pri moških, zaradi česar so bile bolj podobne "normalnim" ženskam. Presenetljivo, ta učinek se lahko obrne s samo dvema tednoma zdravljenja s testosteronom v odrasli dobi. Ženke, ki so dobile testosteron, ko so novorojenčki pokazali različne prage bolečine kot neobdelane ženske - z drugimi besedami, postale so bolj podobne »normalnim« moškim. Za razliko od moških podgan, dajanje podganam samicam testosterona v odrasli dobi ni imelo nadaljnjega učinka.

"Ti rezultati kažejo, da je diferencialna občutljivost na bolečino pri odraslih samcih podgan v primerjavi s samicami predvsem posledica izpostavljenosti testosteronu med razvojem," pravi Craft.

Zgodnja izpostavljenost testosteronu je vplivala tudi na občutljivost za podgane na analgezijo, ki jo povzroča morfij, ko so bili odrasli. Moški, ki so bili prikrajšani za testosterone kot novorojenčki, so bili manj občutljivi na morfij kot normalni moški (tj. Bolj kot "normalne" ženske), ženske pa kot testosterona kot novorojenčke, bolj občutljive na morfij kot kontrolne samice (tj. Bolj kot "normalni" samci) ). Zanimivo je, da se lahko učinki neonatalnega pomanjkanja testosterona pri moških v nekaterih testih obrnejo preprosto tako, da se samce izpostavijo testosteronu dva tedna v odrasli dobi. Nasprotno pa ženske, ki so bile izpostavljene testosteronu kmalu po rojstvu in nato še v odrasli dobi, niso pokazale nadaljnjega učinka poznejše izpostavljenosti.

»Tako lahko sklepamo, da je izpostavljenost testosterona pred rojstvom ali na prvi dan po rojstvu dovolj, da moški lahko ponovno pridobijo svoj» moški fenotip «, dokler so v odrasli dobi izpostavljeni testosteronu,« pravi Craft, »medtem ko izpostavljanje samic testosterona kmalu po rojstvu ni dovolj, da bi jih popolnoma spremenili v moški fenotip v smislu njihove občutljivosti na bolečino in do analgetike, ki jo povzroča morfij. "

Craft in njeni kolegi zdaj poskušajo ponoviti svoje ugotovitve v drugih sevih podgan. »Na splošno naši trenutni rezultati kažejo, da bo večja občutljivost odraslih samic na bolečino in manjša občutljivost na učinke morfina, ki ubijajo bolečino, težko izboljšati z enostavnim hormonskim zdravljenjem - na primer s testosteronom - v odrasli dobi,« pravi Craft. »Namesto tega se zdi, da se te spolne razlike določijo zelo zgodaj v razvoju.«