Estradiol erhöht die Synapsendichte in der männlichen, hippocampalen Schnittkultur

Abstract

Nach 24-stündiger Letrozolbehandlung von männlichen Mäusen konnten wir einen signifikanten Anstieg der Synapsendichte im Hippocampus beobachten, nicht jedoch nach 48 Stunden und auch nicht in der hippocampalen Schnittkultur. Hier blieb die Synapsendichte auf ungefähr gleichem Niveau. Der gentechnologische Knockout der Aromatase führte ebenfalls zu einer kaum veränderten Synapsendichte. Im wissenschaftlichen Kontext verifizieren diese Ergebnisse ähnliche Untersuchungen, die tendenziell erhöhte Synapsendichten im männlichen Hippocampus zeigen. Die Erhöhung könnte durch die Akkumulation von Androgenen durch die Aromatasehemmung hervorgerufen worden sein. Im Anschluss wurde die Estradiolwirkung auf den männlichen Hippocampus dosisabhängig untersucht. In allen untersuchten Konzentrationen zeigte sich eine Zunahme der Synapsendichte, Estradiol 100 nM und 0,1 nM stellten dabei signifikante Anstiege dar. Da gezeigt werden konnte, dass Estradiol die Aromataseaktivität durch Phosphorylierungsprozesse reduziert, könnte dieser Effekt ebenfalls durch Androgene vermittelt worden sein. Untersuchungen mit dem Androgenrezeptorinhibitor Flutamid unterstützen diese These. Die alleinige Flutamidanwendung führte zu einer reduzierten Synapsendichte und durch die kombinierte Gabe von Flutamid und Estradiol konnten wir feststellen, dass der Estradioleffekt durch Androgenrezeptorblockade aufgehoben wird und sich ebenfalls eine Abnahme der Synapsendichte zeigte. Zusammengenommen weisen diese Ergebnisse darauf hin, dass die Estradiol-induzierte Erhöhung der Synapsendichte im männlichen Hippocampus über Androgene vermittelt wird.

After 24 hours of treatment with letrozole we found a significant increase of spine synapse density in the hippocampus of the male mouse, but did not see it neither after 48 hours nor in the hippocampal slice culture. In these groups, the spine synapse density did not differ from the control group. However, the knockout of aromatase did not show a difference in synapse density as well. These data are consistent with publications, that show an increased synapse density in the male hippocampus in tendency. The increase could have been caused by accumulation of androgens, because the concentrations of androgens are elevated by inhibition of aromatase. In another experiment the effect of estradiol on the male hippocampus was tested dose-dependently. In all tested concentrations, we found an increase of spine synapse density, Estradiol 100 nM and 0,1 nM even showed a significant difference to the control group. Because it was demonstrated, that Estradiol reduces aromatase activity by phosphorylation, the increase of synapse density could also be an effect, that is mediated by accumulation of androgens. To test this thesis, we tested the effects of the anti-androgen flutamide in male hippocampal slice cultures. We found a reduced spine synapse density after sole treatment with flutamide and could find an even more reduced density after combined application of estradiol and flutamide. The effect of estradiol, that showed an increase of synapse density, was completely abolished by inhibition of the androgen receptor. In conclusion, these data point to an estradiol-induced increase of spine synapse density in the male hippocampus, that is mediated by androgens and the androgen receptor.