Учёные установили роль эстрадиола в передаче нервного импульса: молекулы этого гормона синтезируются в пресинаптической зоне нейронов и служат упрочению синаптического контакта, влияя на высшие когнитивные функции мозга.

Спектр действия гормонов-эстрогенов широк. И у людей, и у животных они влияют на всё, вплоть до нервной системы, модулируя деятельность нервных цепей, отвечающих не только за репродуктивное поведение, но и за когнитивные процессы, включая память и обучение. Считалось, что эстрогены взаимодействуют с мозгом исключительно как гормоны, то есть доставляются извне, срабатывают нескоро и обладают долгим, растянутым во времени действием. Впоследствии, однако, стало известно, что эстрадиол способен на куда более скоростное воздействие на мозговые процессы — в пределах от секунд до минут. Более того, в нейронах был найден фермент, участвующий в синтезе эстрогенов.

И вот, наконец, группа учёных из Массачусетского университета в Амхерсте (США) сумела обнаружить и описать динамику эстрадиола непосредственно в синапсах нейронов слуховой коры зебровых амадин.

Рис. 1. Срез через синаптическую зону нейрона, жёлтым окрашены везикулы, содержащие нейромедиатор. (Электронная микрофотография Dr David Furnee, Keele University).

Обнаружить эстрадиол в синапсах помог метод микродиализа, который дал возможность забирать пробы для анализа с помощью вживлённых в мозг имплантатов. Это позволило следить за изменениями гормона в нейронах живых, активных птиц. Одновременно исследователи регистрировали, как эстрадиол влияет на динамику ионов калия и кальция, которые участвуют в формировании и подавлении нервного импульса.

Как пишут авторы в Journal of Neuroscience, эстрадиол проявил свойства обычного нейромедиатора; он накапливался в пресинаптической зоне, высвобождаясь в ответ на стимул, приходящий на пресинаптическую мембрану. Удалось установить, что изменения в динамике эстрадиола сопровождали активность слуховой коры, то есть когда птица слышала какой-нибудь звук, эстрадиол участвовал в проведении нервного импульса в соответствующих нейронах. Эстрадиол повышал синаптическую пластичность, делая соединение между нервными клетками более прочным и надёжным.

При этом эстрадиол зависел от функционирования кальциевых ионных каналов: когда исследователи подавляли работу последних в пресинаптической зоне с помощью нейротоксина, подавлялись и эффекты эстрадиола. Это заодно свидетельствует в пользу того, что он синтезируется не в теле нервной клетки, а в ключевой зоне нервного отростка рядом с синапсом. Учёные сумели подтвердить специфичность и быстроту действия нейроэстрогенов, которые можно уже с полным правом относить и к гормонам, и к нейромедиаторам. Возможно, это позволит в будущем стимулировать мыслительную активность нашего мозга с помощью эстрогенов, избегая побочных эффектов стандартной гормональной терапии.

Результаты исследований опубликованы авторами в статье:

Luke Remage-Healey1,3, Stephanie Dong1, Nigel T. Maidment2, and Barney A. Schlinger Presynaptic Control of Rapid Estrogen Fluctuations in the Songbird Auditory Forebrain. – 6 July 2011. – 31(27): 10034–10038; doi: 10.1523/JNEUROSCI.0566–11.2011.