Ученые нашли различия в головном мозге между полами

Головной мозг женских и мужских особей работает по-разному на молекулярном уровне, сообщается в работе исследовательской группы из Северо-Западного Университета (Northwestern University, США), посвященной изучению области мозга, участвующей в обучении и памяти, а также ответственной за стресс и эпилепсию.

Многие заболевания головного мозга и их проявления различаются у представителей разных полов, однако до сих пор оставалось не ясным, какой вклад в эти различия вносят биология и культура. В новом исследовании специалисты по нейробиологии из Северо-Западного Университета обнаружили разницу в молекулярной регуляции синапсов гиппокампа у самцов и самок крыс. Это дает основание полагать, что головной мозг представителей разных полов может по-разному отвечать на препараты, воздействующие на различные синаптические пути.

«Целью нашего исследования является выявление молекулярных отличий в мозге мужчин и женщин», – говорит Кэтрин С. Вулли (Catherine S. Woolley), главный автор исследования.

Помимо прочего исследователи установили, что лекарственный препарат URB-597, регулирующий молекулу, играющую важную роль в высвобождении клеткой нейротрансмиттера, у представительниц женского пола производит эффект, который не наблюдался у представителей мужского пола. Несмотря на то, что исследование проведено на крысах, оно имеет потенциальное значение и для человека, поскольку этот и другие подобные препараты в настоящее время проходят клинические испытания на человеке.

Вулли является профессором нейробиологии в Колледже Наук и Искусств Вайнберга (Weinberg College of Arts and Sciences), а также членом Института Исследования Здоровья Женщин (Women's Health Research Institute) при Медицинской Школе Файнберга Северо-Западного Университета (Feinberg School of Medicine).

Результаты исследования ингибирующих синапсов и эндоканнабиноидов, регулирующих нейротрансмиттеры, были опубликованы в The Journal of Neuroscience. Это первое исследование, детально указывающее на ключевые молекулярные различия мозга представителей разных полов.

В частности, Вулли и ее исследовательская группа обнаружили, что в головном мозге самок крыс препарат URB-597 повышает ингибирующее действие ключевого эндоканнабиноида анандамида, вызывающего снижение высвобождения нейротрансмиттеров. В головном мозге самцов этот препарат не оказывает такого действия. (Выявленные различия не были связаны с циркуляцией половых гормонов).

Эндоканнабиноиды участвуют в регуляции количества определенных нейротрансмиттеров, высвобождаемых в синапсах – промежутках между нейронами. Эти молекулы участвуют во множестве физиологических процессов, таких как память, мотивация, чувства аппетита и боли, а также вовлечены в развитии эпилепсию.

Представление о механизмах контроля синтеза, высвобождения и разрушения эндоканнабиноидов важно для понимания как нормального, так и патологического функционирования головного мозга, отмечает Вулли. Настоящее исследование вносит в это большой вклад.

На протяжении двадцати лет Вулли активно избегала исследования половых различий головного мозга до тех пор, пока ее собственные данные не показали, что они действительно существуют. Ее открытие, о котором сообщалось в 2012 г., касающееся снижения эстрогенами ингибиторной синаптической передачи в головном мозге самок крыс, в отличие от самцов, изменило представления исследователя.

Основываясь на более ранних работах, Вулли и ее исследовательская группа провели серию электрофизиологических и биохимических экспериментов, чтобы установить причины этого эффекта. Исследователи обнаружили, что различия между самками и самцами лежат во взаимодействии между молекулами ERalpha и mGluR1. Детали молекулярного пути изложены в новой публикации.

Чтобы выяснить сходства и различия между самками и самцами, ученым необходимо обследовать оба пола. В настоящее время около 85% основных исследований в нейронауках проводятся на самцах и клетках или тканях, полученных от самцов.

«Если результаты исследований отличаются на самках, а также клетках и тканях, полученных от особей женского пола, то нам необходимо знать об этом. Это важно, чтобы мы могли правильно поставить диагноз, назначить лечение и, в конце концов, вылечить от заболевания оба пола», – говорит Вулли.

Исследование ингибиторных синапсов и эндоканнабиноидов, регулирующих нейротрансмитторы, стало первым, детально указавшим различия головного мозга между полами на молекулярном уровне. (фото: © dloboda / Fotolia)

По материалам Northwestern University

Оригинальная статья:
N. Tabatadze, G. Huang, R. M. May, A. Jain, C. S. Woolley. Sex Differences in Molecular Signaling at Inhibitory Synapses in the Hippocampus. Journal of Neuroscience, 2015; 35 (32): 11252 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1067-15.2015