Modulation of learning and memory by stress: the role of steroids on behaviour and hippocampal neuronal plasticity in the rat
Final Report Abstract
Wir konnten zeigen, dass sich die Konzentrationen und lernrelevanten Funktionen von Corticosteron, Testosteron und Östradiol nicht nur in verschiedenen Hirngebieten (präfrontaler Kortex und Hippokampus), sondern auch in demselben Hirngebiet während räumlichen Lernens bei männlichen, intakten Ratten unterschieden. So waren die Testosteronkonzentrationen im Hippokampus positiv mit korrektem und im präfrontalen Kortex mit inkorrektem räumlichen Suchverhalten korreliert. Parallel zu den trainingsstatusspezifischen funktionalen Unterschieden im Verhalten konnten auf der zellulären Ebene ebensolche metaplastischen Effekte gezeigt werden. Exogene Gabe von Testosteron blockiert die durch das Training induzierte Verstärkung der LTP im gyrus dentatus der hippokampalen Formation, während es bei untrainierten Tieren zu einer Erhöhung und Verlängerung der fEPSP-LTP führt. Einen ähnlichen Effekt in Abhängigkeit von Corticosteronrezeptoraktivierung konnten wir bei räumlichem Lernen unter hohem Stress (water maze) beobachten. Konkurrenz um plastizitätrelevante Proteine zwischen verschiedenen Gedächtnisspuren spielt hierbei sehr wahrscheinlich eine wichtige Rolle. Überraschend war die deutliche Regulation hippokampaler Östradiolkonzentrationen und der entsprechenden Eα und Eβ Rezeptorgenexpression sowohl unter moderatem (ERα) als auch unter hohem (ERβ) Stress bei männlichen Ratten. Testosteron wird durch Aromatase in Östradiol metabolisiert, so das dessen Synthese lokal sehr fein abgestimmt werden kann. Beide Östrogenrezeptoren fungieren als Transkriptionsfaktoren, was die Beteiligung der Produkte ihrer Zielgene an plastischen Prozessen und der Konsolidierung verschiedener Gedächnisspuren interessant macht. In zukünftigen Untersuchungen sollen daher die Funktionen besonders dieser beiden Rezeptoren bei emotionaler und kognitiver Informationsverarbeitung identifiziert werden.
Publications
- (2009) Stress related modulations of synaptic plasticity and memory by glucocorticoids and gonadal steroids in rats. Symposium: Glucocorticoid-Endocannabinoid Interactions in Traumatic Memory and Posttraumatic Stress Disorders: A Translational Approach. June 8, 2009 University Medical Center Groningen, Netherlands
Korz, V.
- (2010) Emotional and cognitive information processing: relations to behavioral performance and hippocampal long-term potentiation in vivo during a spatial water maze training in rats. Learning & Memory, 17: 552-560
Schulz, K., Korz, V.
- (2010) Hippocampal testosterone relates to reference memory performance and synaptic plasticity in male rats. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 4
Schulz, K., Korz, V.
(See online at https://doi.org/10.3389/fnbeh.2010.00187) - (2010) Theta oscillations during holeboard training in rats: Different learning strategies entail different context-dependent modulations in the hippocampus. Neuroscience, 165: 642-653
Woldeit, M.L., Korz, V.
