El núcleo sexualmente dimórfico ( SDN ) es un grupo ovoide, densamente empaquetado de células grandes ubicadas en el área preóptica medial (POA) del hipotálamo que se cree que está relacionado con el comportamiento sexual en animales . [1] Hasta ahora, para todas las especies de mamíferos investigadas, se ha encontrado repetidamente que la SDN es considerablemente mayor en machos que en hembras. En los seres humanos, se ha descubierto que el volumen de SDN es 2,2 veces mayor en los machos que en las hembras y contiene 2,1 veces más células. La SDN humana es alargada en las hembras y más esférica en los machos. No se han observado diferencias de sexo en la SDN humana ni en la densidad celular ni en el diámetro medio de los núcleos celulares. [2]El volumen y el número de células de la SDN humana disminuye considerablemente con la edad, aunque la disminución en el número de células depende tanto del sexo como de la edad. En los hombres, se observó una disminución sustancial en el número de células de la SDN humana entre la edad de 50 a 60 años. La muerte celular fue más común en mujeres que en hombres, especialmente entre los mayores de 70 años. El número de células SDN en las mujeres puede caer al 10-15% del que se encuentra en la primera infancia.
Núcleo sexualmente dimórfico | |
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Identificadores | |
Identificación de NeuroLex | nlx_152051 |
Términos anatómicos de la neuroanatomía [ editar en Wikidata ] |
SDN y sus homólogos existen ampliamente en el cerebro de humanos, mamíferos y algunos otros animales, que incluyen:
- el tercer núcleo intersticial del hipotálamo anterior ( INAH3 ) en humanos;
- núcleo sexualmente dimórfico ovino (oSDN) en el área preóptica medial / hipotálamo anterior (MPOA / AH) en ovejas; [3]
- núcleo sexualmente dimórfico en el área preóptica (SDN-POA) en ratas;
- núcleo hipotalámico anterior (AHdc) en macacos;
- área específica en el núcleo preóptico medial (POM) en codornices; etc. [4] [5]
Núcleo sexualmente dimórfico en área preóptica medial
Formación y organización de SDN en área preóptica medial
Diferencias de sexo en SDN causadas por la exposición a testosterona (prenatal)
El volumen de SDN en el área preóptica medial es modificado por hormonas, entre las que se ha demostrado que la testosterona tiene mucha importancia. El mayor volumen de SDN masculino se correlaciona con la mayor concentración de nivel de testosterona fetal en hombres que en mujeres. Además, existe evidencia de que la testosterona actúa durante un período prenatal específico para organizar el desarrollo de las neuronas que expresan la aromatasa en la SDN típica masculina (la aromatasa transforma la testosterona en estrógeno ). El efecto de la testosterona también se demuestra por la influencia de la posición intrauterina fetal en la morfología de SDN-POA. Los estudios demostraron que las ratas macho que se gestaron entre dos fetos machos (2M) tienen volúmenes de SDN-POA 2 veces más grandes que las que se gestaron entre dos fetos hembras (2F). Al mismo tiempo, se encontró que los niveles de testosterona, así como los niveles de 17β-estradiol (producto de la testosterona), eran significativamente mayores en los hombres 2M que en los hombres 2F en el día 21 de gestación (la testosterona se puede transferir de fetos masculinos adyacentes a las ratas objetivo). Sin embargo, la evidencia no muestra ninguna relación entre el volumen de SDN y la posición fetal femenina. [6] [7]
Diferencias de sexo en el volumen de SDN causadas por apoptosis (postnatal)
Según algunos estudios, la diferencia de volumen de SDN entre hombres y mujeres está relacionada con la apoptosis durante el desarrollo temprano después del nacimiento. En ratas, la división central del núcleo preóptico medial (MPNc) es un componente importante de SDN-POA y la evidencia mostró que el número de células apoptóticas dentro de MPNc es mayor en hembras que en machos entre el día postnatal (PD) 7 y PD10. En MPNc, se demostró que los niveles de algunas proteínas, que están relacionadas con la apoptosis, presentan una diferencia significativa entre hombres y mujeres. Tales proteínas incluyen Bcl-2 y Bax. Bcl-2 es una proteína antiapoptótica. El nivel de Bcl-2 en ratas macho PD8 es mucho más alto que en ratas hembra de la misma edad, por lo que el número de células apoptóticas de MPNc en ratas macho PD8 es mucho menor que en ratas hembra PD8. Por otro lado, Bax, una proteína proapoptótica, muestra un nivel más bajo en los machos PD8 que en las hembras PD8. Además, se observó que el número de células caspasa-3-ir activas era mayor en las mujeres que en los hombres, lo que indica un mayor nivel de apoptosis en las MPNc femeninas.
La apoptosis también ocurre en el núcleo periventricular anteroventral (AVPV), que también es un área sexualmente dimórfica y se encuentra en el área gris periventricular en el extremo rostral del tercer ventrículo . A diferencia de SDN-POA, AVPV tiene un tamaño mayor en mujeres que en hombres. Está comprobado que el nivel de Bcl-2 en AVPV es más alto mientras que el nivel de Bax es más bajo en mujeres que en hombres, al igual que opuesto a los de MPNc. Como se indica en estos dos casos, la muerte celular apoptótica juega un papel crítico en la formación del núcleo sexualmente dimórfico, y el número de células apoptóticas dentro de SDN se correlaciona negativamente con el volumen de SDN entre diferentes sexos. [8]
Papel de SDN en el control de los comportamientos sexuales masculinos
Las conductas sexuales masculinas se pueden dividir en dos fases: la fase apetitiva, que contiene una secuencia muy variable de conductas como atraer y cortejar, y la fase consumatoria, durante la cual ocurren conductas copulatorias altamente estereotipadas. Se considera que el área preóptica medial del cerebro controla la expresión tanto de la cópula masculina como del comportamiento sexual apetitivo masculino. Se encuentra que las grandes lesiones de SDN-POA alteran gravemente el comportamiento copulador en ratas. Además, las lesiones del cuerpo celular de SDA pars compacta (un homólogo de SDN-POA) en jerbos producen graves alteraciones de la conducta copulatoria masculina. Además, un estudio sobre el núcleo preóptico medial (POM) (homólogo del núcleo preóptico medial en ratas) en codornices mostró que la activación de la conducta copulatoria masculina requiere la aromatización de andrógenos (testosterona) en un estrógeno (17β-estradiol). Como en SDN-POA, las neuronas de expresión de aromatasa son un marcador específico del límite nuclear de POM en codornices. Se encuentra que la intensidad del comportamiento copulatorio masculino se correlaciona positivamente con el número de neuronas de expresión de aromatasa en la parte caudal de POM. [4]
Los comportamientos apetitosos también están parcialmente controlados por el área preóptica medial, ya que los ratones sin aromatasa muestran déficits en la motivación sexual. Sin embargo, los comportamientos apetitivos se ven alterados por las lesiones en la parte rostral en lugar de la parte caudal del área preóptica medial. Las lesiones de la parte rostral del área preóptica medial también disminuyen la preferencia por las ratas macho por las hembras. Además, los experimentos de diálisis in vivo mostraron que el nivel de dopamina extracelular en el mPOA aumenta a medida que progresan las secuencias de apetito sexual. La participación de mPOA en el control de los comportamientos sexuales apetitivos también se confirma mediante manipulaciones farmacológicas del sistema dopaminérgico en él. En ratas, las lesiones de mPOA pueden eliminar el comportamiento copulatorio masculino, pero solo pueden disminuir el comportamiento apetitivo, lo que sugiere que algunas otras partes del cerebro, excepto el mPOA, también son responsables del comportamiento sexualmente apetitivo. [4]
Papel de SDN en la preferencia de pareja sexual
Papel de SDN en la preferencia de pareja masculina
Las investigaciones sobre el núcleo sexualmente dimórfico ovino (oSDN) en ovejas demuestran que el volumen de oSDN varía con la preferencia de la pareja sexual en los machos de oveja (carneros). Se ha encontrado que los carneros homosexuales (aproximadamente el 8% de la población) tienen OSDN que son aproximadamente la mitad del tamaño de los carneros heterosexuales. [3] En un estudio realizado por Roselli, et al., 4 carneros heterosexuales y 9 carneros homosexuales fueron expuestos a 2 ovejas en celo y 2 carneros, y se registraron sus comportamientos sexuales (monturas y eyaculaciones ). Los carneros heterosexuales mostraron significativamente más monturas y eyaculaciones con las ovejas que con los carneros de estímulo, mientras que los carneros homosexuales mostraron lo contrario. Luego , se tomaron imágenes de una serie de secciones del cerebro, incluidos los tejidos hipotalámicos, del lóbulo temporal y del diencéfalo . Además, se llevó a cabo una hibridación in situ para examinar el nivel de expresión de la aromatasa del citocromo P450 en estas secciones del cerebro. Los resultados mostraron que el volumen de OSDN en carneros heterosexuales es aproximadamente 2 veces mayor que en carneros homosexuales. El número de neuronas dentro de la oSDN es significativamente mayor en los carneros homosexuales que en los heterosexuales, por lo que lo es con la longitud media de la oSDN. Pero la densidad de neuronas es similar en ambos tipos de carneros. Además, aromatasa mRNA niveles también se prueban, demostrando que el nivel de la aromatasa ARNm es significativamente mayor en carneros heterosexuales que en carneros homosexuales. [3]
Otras especies tienen relaciones similares entre las preferencias sexuales y el volumen de SDN. Por ejemplo, INAH3 en humanos (homólogo de oSDN) es significativamente mayor en hombres heterosexuales que en hombres homosexuales.
Daño de SDN y cambios en las preferencias de pareja sexual en hombres
El daño bilateral a SDN en el área preóptica medial en hurones machos provoca el cambio de los machos de preferencia típica masculina a preferencia típica femenina. Los hurones machos que experimentaron sexualmente y respondieron al olor corporal femenino, cuando fueron tratados por lesiones bilaterales a SDN, cambian para responder al olor corporal masculino. Es probable que SDN juegue un papel importante en el logro del apareamiento y la reproducción exitosa. [9]
Papel de SDN en la preferencia de pareja femenina
Aunque SDN está muy relacionado con las preferencias de pareja sexual en los hombres, no muestra la misma relación con las preferencias de pareja en las mujeres. La evidencia muestra que la SDN en el área preóptica medial no es el requisito previo para la expresión del comportamiento sexual típico masculino y las preferencias de pareja sexual en las mujeres. Una pieza de evidencia proviene del estudio sobre macacos japoneses hembras , que rutinariamente cortejan, montan (con empuje pélvico ), compiten e incluso prefieren ciertas parejas sexuales femeninas sobre ciertos machos. La parte del cerebro examinada es el núcleo hipotalámico anterior (AHdc), un homólogo de SDN-POA. La comparación de los volúmenes del núcleo AHdc entre el macaco japonés y el macaco rhesus (una especie hermana cercana del macaco japonés) muestra que no hay una diferencia significativa entre el volumen de AHdc en los macacos más típicos de machos y en los macacos típicos de las hembras. [5]
Papel de SDN en la orientación sexual humana
En 1991, LeVay publicó un estudio de 41 autopsias en 16 hombres heterosexuales, 19 hombres homosexuales y 6 mujeres heterosexuales que tenían como objetivo los núcleos intersticiales del hipotálamo anterior (INAH 1, 2, 3 y 4). [10] Demostró que no había diferencias significativas entre los INAH 1, 2 y 4 de los tres grupos, como ya lo demostraron investigaciones anteriores. Sin embargo, INAH 3 fue mayor en hombres heterosexuales en comparación con hombres homosexuales y mujeres heterosexuales. Esta investigación vinculó un área del cerebro sexualmente dimórfica establecida con el comportamiento hetero y homosexual en los hombres.
Un estudio posterior determinó que el tamaño del INAH3 de los hombres homosexuales era intermedio entre el de los hombres heterosexuales y el de las mujeres heterosexuales. También determinó que la razón por la cual el INAH3 es menor en hombres homosexuales versus heterosexuales es porque los hombres homosexuales tienen una densidad de empaquetamiento neuronal más alta (el número de neuronas por milímetro cúbico) en el INAH3 que los hombres heterosexuales; no hay diferencia en el número o área transversal de neuronas en el INAH3 de hombres homosexuales versus heterosexuales. También se encontró que la infección por VIH no tiene ningún efecto sobre el tamaño de INAH3, es decir, la infección por VIH no puede explicar la diferencia observada en el volumen de INAH3 entre hombres homosexuales y heterosexuales. [11]
Estos hallazgos sólo corroboran parcialmente la hipótesis de LeVay de que los varones homosexuales tienen un "hipotálamo similar al femenino", dado que el INAH3 era más pequeño en los hombres homosexuales, de tamaño intermedio entre el de los hombres heterosexuales y el de las mujeres heterosexuales. [12] Además, el núcleo supraquiasmático (SCN) de los hombres homosexuales es más grande que el SCN de los hombres y mujeres heterosexuales; tanto el volumen como el número de neuronas del SCN son el doble en varones homosexuales que en varones heterosexuales. Estas áreas del hipotálamo aún no se han explorado en mujeres homosexuales ni en hombres o mujeres bisexuales. En resumen, algunos contemporáneos arrojan serias dudas sobre la hipótesis de LeVay de que los varones homosexuales tienen un "hipotálamo femenino" y que el mecanismo clave para diferenciar el "cerebro masculino del cerebro originalmente femenino" es la influencia epigenética de la testosterona durante el desarrollo prenatal. [13] [14]
Efectos de las proteínas y otras moléculas sobre SDN en el área preóptica medial
NELL2
NELL2 es una proteína específica de tejido del sistema nervioso. Contiene un dominio repetido similar al EGF ( factor de crecimiento epidérmico ) y su expresión génica está regulada por los estrógenos. También se sabe que NELL2 desempeña un papel neuroprotector en las neuronas del hipocampo de rata . Cuando la síntesis de NELL2 se bloquea mediante la inyección intracerebroventricular de oligodesoxinucleótido (ODN) antisentido (AS) NELL2 en cerebros de ratas macho neonatales (día 0-día 5 postnatal), el tamaño de SDN-POA disminuye. Dado que el volumen de SDN está relacionado con el nivel de testosterona, es muy posible que el volumen se deba finalmente al efecto neuroprotector del estradiol, que la aromatasa produce a partir de la testosterona. Entonces, el resultado de que el bloqueo de NELL2 reduce el tamaño de SDN-POA sugiere que probablemente tenga un efecto neuroprotector sobre SDN-POA. [15]
Somatostatina
La transcripción específica del sexo del gen de la somatostatina coincide con el establecimiento de diferencias sexuales en SDN-POA. Se observa que el ARNm de somatostatina aparece en el SDN-POA tanto de hombres como de mujeres. Desde el día 8 postnatal hasta el día 35 postnatal, el área de células positivas para ARNm de somatostatina fue significativamente mayor en los machos que en las hembras, y los machos alcanzaron el tamaño máximo de esa área el día 15 antes de la disminución, mientras que las hembras no mostraron cambios. Finalmente, la expresión de ARNm de somatostatina no muestra diferencias entre sexos. Es posible que la somatostatina esté relacionada con la organización dependiente de estrógenos de SDN-POA. [dieciséis]
Fenitrotión
El fenitrotión es un tipo de organofosforado y puede afectar el desarrollo del sistema reproductivo de las ratas macho. El tratamiento con fenitrotión en ratas macho provoca la regresión del peso de los órganos dependientes de andrógenos porque el fenitrotión es un potente antagonista competitivo del receptor de andrógenos . Su efecto sobre SDN-POA es diferente entre ratas macho y ratas hembra. En ratas macho, la exposición prenatal al fenitrotión provoca un aumento significativo del volumen de SDN-POA; mientras que, en ratas hembras, la exposición prenatal al fenitrotión provoca una disminución significativa del volumen de SDN-POA. Una posible explicación es que el fenitrotión puede alterar la actividad de la aromatasa, que luego altera el nivel de estrógenos que convierte de andrógenos y finalmente altera el volumen de SDN-POA. [17]
Dietilestilbestrol (DES)
El dietilestilbestrol (DES) es un estrógeno sintético no esteroideo y se usó ampliamente para prevenir la amenaza de aborto. El DES también tiene efecto sobre el desarrollo del sistema reproductivo. La dosis baja de DES exhibe un efecto inhibidor sobre la concentración plasmática de testosterona en ratas macho mientras promueve la maduración folicular en ratas hembra. Se realizaron experimentos para ver los efectos de DES sobre el volumen de SDN-POA. Está demostrado que el tratamiento con DES alteró el volumen de SDN-POA en las mujeres al aumentarlo, lo que resultó en un volumen de SDN mayor que en las mujeres no tratadas. Sin embargo, una dosis baja de DES no cambió el volumen de SDN-POA en ratas macho. [18]
Morfina
La morfina también puede alterar las actividades dentro de las regiones del cerebro sexualmente dimórficas. La exposición prenatal a la morfina aumenta el comportamiento copulatorio en ratas macho mientras que disminuye el comportamiento estral en ratas hembra. [19]
Otras áreas sexualmente dimórficas en el cerebro.
El núcleo ventromedial del hipotálamo (VMN) se ha considerado durante mucho tiempo como un núcleo sexualmente dimórfico. Es una región importante para regular las respuestas sexuales en roedores hembras. Las neuronas dentro de VMN tienen una plasticidad funcional y estructural significativa dependiente de estrógenos. La organización sináptica del VMN es sexualmente dimórfica. Las hembras tienen más sinapsis químicas dendríticas dentro de VMN, mientras que los machos tienen más sinapsis somáticas dentro de esa región. Además, el tamaño de las densidades postsinápticas de las sinapsis axospinosa y axosomática es sexualmente dimórfico, y los machos tienen mayor densidad que las hembras. El estrógeno juega un papel importante en la modulación de la conectividad sináptica sexualmente dimórfica de VMN. Los niveles de estradiol son altos en ratas proestro y vuelven a niveles bajos en ratas diestro. El volumen de cuerpos celulares dentro de VMN en ratas proestro y ratas macho es mayor que en ratas diestro . Además, las ratas proestro tienen una densidad de sinapsis significativamente mayor en VMN que las ratas diestro. Además, el ácido gamma-aminobutírico juega un papel en el desarrollo de VMN, como la diferenciación sexual. [20] [21]
Referencias
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