A Massachusettsi Egyetem (Amherst) idegtudományokkal foglalkozó tudósa, Dr. Luke Remage-Healey segédprofesszor és munkatársai elsőként szolgáltak közvetlen bizonyítékkal arra nézve, hogy szükség esetén az agy idegsejtvégződéseiben nagyon gyorsan és precízen ösztrogén termelődik. „Ez egy hihetetlenül precíz kontroll mechanizmus, amely az ösztrogének agyban betöltött új szerepét szilárdítja meg.” – magyarázza Dr. Remage-Healey.
Az ösztrogének, mint pl. az ösztradiol, létfontosságúak azoknak az idegi áramköröknek a modulálásában, amelyek az olyan viselkedési módokat irányítják állatokban és emberekben egyaránt, mint a táplálkozás, a reprodukció, a memória, a megismerés és a neuroplaszticitás (az agy és az idegrendszer strukturális és funkcionális változása).
Zebrapintyekkel végzett laboratóriumi kísérletek sorozatában Dr. Remage-Healey és a los angelesi Kalifornia Egyetemen (UCLA) dolgozó neuroendokrinológus munkatársai új képpel szolgáltak a neuronok termelte ösztradiolról, amely azt sugallja, hogy az ösztradiol feltűnően a klasszikus neurotranszmitterekhez hasonlatos módon fejti ki tevékenységét, melyet elektrokémiai események kontrollálnak, azon kívül, hogy a véráramban hormonként funkcionál.
„Az a tény, hogy az agy egy nagyon gyors, célzott módon szintetizál ösztradiolt a szinapszisokban (az idegsejtek közötti kapcsolódási helyek, melyeken keresztül az ingerület az egyik sejtről a másikra terjed), teszi ezt a fajta ösztradiolt egy csaknem teljes eltérő ösztradiollá, mint amelyet mi korábban ismertünk. Azt most már tudjuk, hogy az agy képes megtermelni saját ösztrogén ellátását, amely azonban többé már nem hormonszerű aktivitást fejt ki, hanem sokkal inkább neurotranszmitterszerűt. (Neurotranszmitter = kémiai ingerületátvivő anyag.) Ez madarakban, halakban, kutyákban és emberekben pontosan ugyanaz a molekula. Ugyanaz a molekula, mint amely a humán petefészekben termelődik, de most már tudjuk, hogy a neuronok (idegsejtek) képesek az ösztrogén más neuronokra történő felszabadítását kontrollálni, hasonló módon, mint ahogyan a neurotranszmitterek kontrollja is megtörténik.” – magyarázza a segédprofesszor.
Ezek az új kutatási eredmények alátámasztják azt az elképzelést is, mely szerint a neuroösztrogének másodpercek-percek alatt változtatják az információáramlást az agykéregben (kortex), szemben a véráramban cirkuláló hormonok hatáskifejtéséhez szükséges órákkal vagy napokkal.
„Az most már világos, hogy a neuronok a preszinaptikus végződésekben (terminálokban) ösztrogéneket termelnek, abban a „találkozási” zónában, ahol egy jel (ingerület) átvitelre kerül a neuronok között. Az eredmények rendkívül izgalmasak, mivel a preszinaptikus terminálok a neuronok közötti interfészek (érintkező felületek). Ha a kapcsolódás az ösztradiol jelenlétében megerősíttetik, az fokozott tanuláshoz és plaszticitáshoz vezethet.” – mondja Dr. Remage-Healey.
Ezeknek a kísérleteknek az elvégzéséhez a két egyetem kutatói kifejlesztettek egy mikrodialízis szondát, melynek segítségével kémcsőben valós idejű teszteléseket végeznek aktív, éber zebrapintyek előagyában. Ezek a robusztus kis madarak ébren vannak, szállnak, énekelnek, esznek és isznak egy, az előagyukba beültetett apró, „mikron” átmérőjű szonda segítségével. A szonda nemcsak lehetővé teszi a tudósok számára, hogy az ösztradiolszintet mérjék, de segítségével arra is képesek, hogy megváltoztassák a helyi kálium- és kálciumszintet; ez a két vegyület aktiválja vagy gátolja az idegsejtek tevékenységét.
Egy ügyes fordulattal Dr. Remage-Healey és kollégái conotoxint is használtak, egy nagyon specifikus toxint (méreganyagot), amelyet a kúpos csiga termel. A conotoxinnal csak a preszinaptikus idegvégződéseket célozzák meg, amelyek feszültség-kapuzott kálciumcsatornát használnak. A kutatók parányi mennyiségű toxint pumpálnak keresztül a szondán, így precízen tudják gátolni a kálciumcsatornákat az egyedi idegvégződésekben. Ezzel a módszerrel állapították meg, hogy az ösztradiol kálciumfüggő és a preszinaptikus végződésben történő stimulálásra adott válaszként nagyon gyorsan szintetizálódik, de nem az idegsejttestben.
Egy tipikus kísérlet során Dr. Remage-Healey és mtsai 30 percen keresztül infúziószerűen, folyamatosan adagoltak a szondán keresztül mesterséges cerebrospinalis folyadékot (liquort). Ennek révén dializátumot kaptak vissza, melyben mérni tudták a lokális ösztradiol koncentráció mennyiségét. Az eredmények végül „kihívásra késztették” azt a hagyományos nézetet, mely szerint az agy a szervezetben máshol megtermelt ösztrogénekre válaszol.
A neuroösztrogén szakértő segédprofesszor hozzáteszi: „Más kísérletek során, ahol már ezt az új technológiát használtuk, megmutattuk, hogy az ösztradiol ugyanezen az agyterületen változik, amikor az állat egy hangot hall. Ez azt mutatja, hogy az ösztradiol sokkal gyorsabban és jóval specifikusabb módon változik, mint azt mi korábban gondoltuk. Éppen ezért az ösztrogének bizonyos neuronokat céloznak meg aktivitásukkal, szinapszisról szinapszisra haladva.”
Összességében, az új kutatási eredmények megnyithatják az utat az előtt, hogy az ösztrogének tanulásban betöltött szerepét sokkal precízebben kutathassák a tudósok és talán feltárják azt a módszert is, melynek segítségével közvetlenül juttathatnak ösztradiolt az idegsejtekhez, ami a kognitív képességeket erősítené, de az olyan szisztémás mellékhatások nélkül, mint amilyen a megnövekedett szívbetegség kockázat.
