Diferentele de sex in raspunsul la stres traumatic: simptomele PTSD la femei recapitulate la sobolani

fundal

Tulburarea de stres posttraumatic (PTSD) afecteaza diferit barbatii si femeile. Nu numai ca femeile sunt de doua ori mai mari decat barbatii sa dezvolte PTSD, ci prezinta simptome si comorbiditati diferite asociate cu PTSD. Totusi, lipsa cercetarilor preclinice asupra femeilor lasa un decalaj notabil in intelegerea neuropatologiei care sta la baza acestei diferente de sex.

metode

Folosind doua masuri standard de raspunsuri asemanatoare cu PTSD la sobolani, raspunsul acustic al startle-ului (ASR) si testul de suprimare a dexametazonei (DST), am testat efectele stresului traumatic la sobolani adulti de sex masculin si feminin folosind doua modele de rozatoare de PTSD, un singur efort prelungit si expunerea pradatorilor. Am examinat apoi corelatiile neuronale care stau la baza acestor raspunsuri cu imunohistochimia cFos si a imunohistochimiei receptorilor glucocorticoizi in regiunile creierului implicate in raspunsul la stres traumatic.

Rezultate

Acum raportam ca sobolanii de sex masculin si feminin adulti pe doua modele de PTSD arata raspunsuri consistente specifice sexului care recapituleaza diferentele fundamentale ale PTSD la barbati si femei. Barbatii expusi la traume au aratat fenotipul hiper-receptiv bine stabilit al ASR imbunatatit si controlul exagerat al feedbackului negativ al axei hipotalamice-hipofizar-suprarenale, in timp ce acelasi eveniment traumatic a avut un efect mic asupra acestor aceleasi masuri la femei. Diferentele sexuale dramatice in ceea ce priveste modul in care trauma a afectat cFos si expresia receptorului glucocorticoid din creier ofera un sprijin suplimentar ideii ca raspunsul la trauma la sobolani masculi si femele este fundamental diferit.

concluzii

Doua masuri standard, ASR si DST, ar putea sugera ca femelele sunt rezistente la efectele stresului traumatic, dar alte masuri fac clar ca femelele nu sunt rezistente, ci pur si simplu raspund diferit la traume. Urmatoarea intrebare importanta de raspuns este de ce. Concluzionam ca barbatii si femelele prezinta raspunsuri fundamental diferite la traume care nu reflecta pur si simplu diferentele de rezistenta. Efectele divergente ale traumatismelor la nivelul creierului barbatilor si femelelor incep sa arunce lumina asupra bazelor neurobiologice ale acestor diferente de sex, deschizand calea catre diagnostice si terapeutice imbunatatite care trateaza eficient atat barbatii cat si femeile.

Nu se intelege neurobiologia diferentelor de sex in tulburarea de stres posttraumatica (PTSD) [1]. Prevalenta PTSD este de doua ori mai mare la femei, comparativ cu barbatii, in ciuda unui risc general mai scazut pentru femei de a experimenta un eveniment traumatic [2, 3]. In timp ce barbatii si femeile prezinta diferite tipuri de traume la ritmuri diferite, iar femeile au un risc crescut pentru PTSD in urma unui traumatism agresiv, singurul tip de trauma nu tine cont de aceasta diferenta de sex in prevalenta PTSD [2, 4, 5]. Aceasta diferenta de sex in prevalenta PTSD este evidenta chiar si atunci cand barbatii si femeile sufera acelasi tip de traume, cum ar fi accidentele, terorismul si dezastrul natural [1]. Mai mult, indiferent de tipul de traumatism sau prevalenta, femeile prezinta mai mult PTSD cronica si simptome si comorbiditati diferite decat barbatii [3, 6,7,8,9]. Aceste dovezi sugereaza diferente de sex in neurobiologia de baza a raspunsului la stres traumatic, dar intelegerea noastra actuala a PTSD se bazeaza pe barbati. Recenziile recente subliniaza necesitatea de a examina neurobiologia din spatele diferentelor de sex in PTSD [10], dar acest apel nu a fost indeplinit in mare masura. In timp ce literatura de animale este plina de rapoarte care arata ca stresul afecteaza diferit barbatii si femelele si adesea cu efecte opuse asupra comportamentului, fiziologiei si creierului [11, 12], accentul a fost pus pe stresul acut sau cronic ca modele de anxietate si depresie. , cu putina atentie acordata daca barbatii si femelele raspund diferit la stresul traumatic. Recenziile recente subliniaza necesitatea de a examina neurobiologia din spatele diferentelor de sex in PTSD [10], dar acest apel nu a fost indeplinit in mare masura. In timp ce literatura de animale este plina de rapoarte care arata ca stresul afecteaza diferit barbatii si femelele si adesea cu efecte opuse asupra comportamentului, fiziologiei si creierului [11, 12], accentul a fost pus pe stresul acut sau cronic ca modele de anxietate si depresie. , cu putina atentie acordata daca barbatii si femelele raspund diferit la stresul traumatic. Recenziile recente subliniaza necesitatea de a examina neurobiologia din spatele diferentelor de sex in PTSD [10], dar acest apel nu a fost indeplinit in mare masura. In timp ce literatura de animale este plina de rapoarte care arata ca stresul afecteaza diferit barbatii si femelele si adesea cu efecte opuse asupra comportamentului, fiziologiei si creierului [11, 12], accentul a fost pus pe stresul acut sau cronic ca modele de anxietate si depresie. , cu putina atentie acordata daca barbatii si femelele raspund diferit la stresul traumatic.

Doua modele de rozatoare bine validate si utilizate in mod obisnuit ale PTSD sunt un singur efort prelungit (SPS) si expunerea la pradator (PredX). Pana in prezent, peste 200 de studii SPS au fost publicate [13], dar doar unul a comparat direct barbatii si femeile [14]. In mod similar, doar o mana din> 100 de studii PredX publicate au examinat diferentele de sex [15,16,17]. Modelul SPS foloseste stresori fizici si chimici (retinere, inot fortat si eter), in timp ce modelul PredX foloseste expunerea la un pradator natural (pisica vie). Expunerea (dar fara contact direct) la o pisica vie produce proportii mai mari de sobolani afectati decat expunerea mirosului pradator [18] si, astfel, se potriveste cel mai mult cu intensitatea paradigmei de stres SPS, ceea ce duce la proportii comparabile afectate. Am ales aceste doua modele nu numai datorita asemanarilor cu impactul aparent al traumei, dar si pentru ca factorii de stres folositi in fiecare model sunt suficient de diferiti pentru a ne permite sa facem inferente despre generalizarea probabila a oricaror diferente de sex pe care le descoperim. Intelegerea deplina a PTSD necesita cercetatorilor sa compare direct barbatii si femeile expuse la aceleasi tipuri de stresori in aceleasi conditii, iar acest lucru cu doua tipuri diferite de stresori poate aborda daca diferentele de sex in raspunsul la stres traumatic sunt specifice stresului sau sunt probabil atribute principale de stres traumatic la barbati fata de femei. Astfel de studii controlate vor permite anchetatorilor sa identifice factorii critici care contribuie la, si astfel, la bazele neurobiologice ale raspunsurilor specifice sexului la stresul traumatic. Studiile descrise in acest raport incep sa abordeze aceasta problema.

Principalele atribute principale ale PTSD includ hiper-sensibilitatea la stimuli stresanti, indicati printr-un raspuns acustic accentuat al startle-ului (ASR) si un raspuns negativ exagerat al feedback-ului axei hipotalamice-hipofizo-suprarenale (HPA), dezvaluit de testul de suprimare a dexametazonei sub stres acut, ceea ce duce la hipocortizolism cronic [19]. Astfel de raspunsuri la traumatisme sunt observate cu usurinta la barbatii cu PTSD [20] si rozatoare de sex masculin expuse traumei [21]. Cu toate acestea, daca aceste aceleasi lecturi reflecta efectele traumei la femei este mult mai putin clar [22]. Intr-adevar, mai mult de jumatate dintre femeile cu PTSD nu arata cresterea tipica a barbatilor in controlul negativ al feedback-ului axei HPA [23, 24]. In mod similar, femeile cu PTSD sunt mai putin susceptibile sa prezinte ASR imbunatatita, iar in unele cazuri, se diminueazastartle [25]. Criteriile de diagnostic curente si practicile clinice nu au fost revizuite pentru a reflecta aceste diferente de sex in raspunsul la traume, in mare parte din cauza lipsei de cercetare de baza la femei.

Ne-am angajat intr-o serie de studii pentru a examina raspunsul sobolanilor de sex masculin si feminin expusi la acelasi stres traumatic, fie SPS, fie PredX. Am inceput prin compararea directa a barbatilor intacti cu femelele intacte, care circula in mod normal, deoarece diferentele de sex in conditionarea fricii sunt prezente, indiferent de nivelul de estrogen la femeile cu PTSD [26]. Mai mult decat atat, diferentele de sex in activitatea axei HPA la sobolan [27,28,29,30] si raspunsul uluitor [31] nu sunt determinate de modificarile ciclului hormonal feminin. Gasim diferente puternice de sex in raspunsul la stres traumatic la fiecare nivel de analiza, de la comportament la raspunsul hormonilor de stres la masuri celulare din creier. Luate impreuna, aceste descoperiri incep sa descopere noi mecanisme neurobiologice care stau la baza raspunsurilor specifice sexului la traume.

animale

Sobolani de sex masculin si feminin Sprague-Dawley, in varsta de opt saptamani (total n  = 112) au fost achizitionati de la Charles River (Wilmington, MA, SUA) si adapostiti cu un ciclu intunecat de lumina intunecata, hrana publica si apa. Lenjeria de cusca a fost schimbata saptamanal si nu s-a efectuat nicio testare in zilele de schimbare a custii. tentacle rape porn Sobolanii au fost adapostiti in perechi de acelasi sex in ziua sosirii si au fost gestionati 3 min pe zi timp de 1 saptamana inainte de orice testare sau expunere la stres. Toate testele de comportament au fost efectuate in faza intunecata ≥ 2 h de intuneric. Sobolanii de sex feminin circulau in mod liber si erau repartizati in grupuri de tratament, fara a tine cont de stadiul ciclului estros. Toate procedurile si ingrijirile pentru animale au respectat sau au depasit orientarile NIH si au fost aprobate de Comitetul institutional de ingrijire si utilizare a animalelor din Michigan State University.

Design de studiu

Sobolanii de sex masculin si feminin au fost expusi la o paradigma de stres traumatic sau la o conditie de control al stresului, intr-un design 2 × 2, sexul si stresul fiind cei doi factori principali. Cronologia experimentala (Fig. 1) a inceput cu manipularea zilnica a sobolanilor timp de 1 saptamana inainte de SPS sau PredX. Testul ASR initial a fost efectuat cu o zi inainte de SPS sau PredX, iar sobolanii au fost lasati netulbati timp de 1 saptamana dupa stres. ASR post-stres a fost evaluata 8 zile mai tarziu si testul de suprimare a dexametazonei (DEX) (DST) 9 zile mai tarziu. Fiecare experiment a fost efectuat folosind multiple cohorte independente de sobolani, cu un numar egal de sobolani reprezentand toate grupurile de tratament (minim doi sobolani pe grup) intr-o singura cohorta jugata de-a lungul intregului experiment.

Raspuns acustic la pornire

Sobolanii au fost plasati intr-un tub Plexiglas atasat la un accelerometru in interiorul unei camere izolate fonic (SR-Lab, San Diego Instruments, CA, SUA) si au fost lasati sa se aclimatizeze timp de 5 min (zgomot de fundal de 68 dB) inainte de livrarea unui stimul de pornire (50 m de rupere alba de 110 dB la fiecare 30 s timp de 15 min), asa cum s-a descris anterior [21]. Camera si tubul Plexiglas au fost curatate cu 70% etanol intre fiecare test. Raspunsul maxim al startle-ului a fost inregistrat la fiecare 1 ms timp de 100 ms, incepand cu fiecare stimul startle. Valoarea medie de varf pentru fiecare sobolan a fost normalizata la greutatea corporala. Masurile de baza au fost luate cu o zi inainte de expunerea la stres, sobolanii selectati aleatoriu si contrabalansat de grup si cagemate testate simultan in doua camere separate. Sobolanii au fost apoi alocati grupurilor de control sau de stres, astfel incat fiecare grup sa aiba ASR medie egala [32]. Testarea ASR a fost repetata la 8 zile dupa expunerea la stres cu sobolani individuali testati in aceeasi ordine ca ASR de baza. Acest proiect de masuri repetate este important, deoarece diferentele interindividuale in ASR pot fi mari, dar raspunsul de pornire este o trasatura stabila in cadrul unui individ, atat la om, cat si la sobolani, astfel incat orice efecte ale traumei pot fi detectate comparand schimbarile dintre pre si post-test [33, 34].

Paradigma SPS

Toti sobolanii au fost adapostiti imediat inainte de expunerea la SPS sau conditii de control pentru a elimina orice efecte specifice sexului asupra sprijinului social asupra raspunsului la stres. Ne-a preocupat in special faptul ca locuinta pereche ar putea masca un efect al traumei la femei [35]. SPS consta dintr-un stresor psihologic (2-h tube-restriction stress, Braintree Scientific, Braintree, MA, USA), un stresor fiziologic (grup de 20 de minute inot fortat in 24 ° C apa, n = 6 sobolani de acelasi sex pentru o cada de 75 l cu adancime de apa de 28 cm) si un stresor chimic (expunere scurta la dietileter pana la imobilitate si lipsita de un raspuns de ciupire), asa cum s-a descris anterior [36]. Sobolanilor li s-a acordat o perioada de odihna de 15 minute in custile lor, dupa inotul fortat inainte de expunerea la eter. Eterul este utilizat ca un stresor chimic / endocrinologic pentru a recapitula un aspect fenotipic important al PTSD si nu este utilizat ca anestezic. Sobolanii martor au fost, de asemenea, eliminati in mod similar din vivarium timp de 2,75 ore. Sobolanii au fost lasati nedisturbati timp de 1 saptamana dupa SPS, o intarziere necesara pentru dezvoltarea raspunsurilor PTSD de lunga durata [21].

Paradigma PredX

Sobolanii au fost asezati in incinte individuale in forma de pana ale unui „restriner” de plexiglas circular (Braintree Scientific, Braintree, MA, SUA) pe care era manjita mancarea pentru pisici si plasata in interiorul unei arene Plexiglas (60 cm3) care contine o pisica feminina vie pentru 1 h, asa cum s-a descris anterior [16]. Aceasta paradigma permite sobolanilor sa fie expusi pisicii fara contact fizic. Toti sobolanii au fost adapostiti imediat inainte de procedura PredX si control. Sobolanii de control au fost indepartati din vivarium timp de 1 ora, dar nu au fost pusi in dispozitivul de fixare si nici nu au fost expusi pisicii si au fost adapostiti intr-o camera separata pentru a preveni expunerea la un posibil miros rezidual de sobolan la sobolani PredX. Sobolanii au fost lasati netulbati timp de 1 saptamana dupa PredX pentru a permite rezolvarea reactiilor acute de stres si raspunsurile pe termen lung la traume.

Test de suprimare a dexametazonei (DST)

DST este un instrument utilizat in studiile clinice si experimentale pentru a detecta perturbarea axei HPA [37]. Dexametazona (DEX) este un agonist GR hipofizar [38] care, administrat cu ore inainte de stimularea stresanta, diminueaza orice raspuns ulterior al cortizolului / corticosteronului (CORT) prin activarea controlului negativ al feedback-ului axei HPA. Barbatii cu PTSD prezinta de obicei o suprimare exagerata a CORT cu DEX in comparatie cu controalele sanatoase [39]. Pentru a evalua puterea controlului negativ al axei HPA ca raspuns la stresul de retinere acut, DST a fost efectuat la 9 zile dupa SPS / PredX, asa cum s-a descris anterior [21]. Sobolanii din fiecare grup au fost alocati la intamplare pentru a primi DEX sau vehicul. Dexametazona (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, SUA) a fost dizolvata cu etanol si diluata la 5% in solutie salina sterila. DEX cu doze mici (0,05 mg / kg, ip ) sau vehiculul a fost administrat cu 2 ore inainte de 30 min. La sobolani, aceasta doza de DEX a fost determinata sa produca o suprimare submaximala a raspunsurilor CORT la stresul de retinere acut care permite detectarea suprimarii exagerate de DEX a CORT [40]. Probele de sange din coada-nichel au fost colectate la 0 si 30 min de retinere. Probele de sange au fost colectate in faza intunecata a sobolanilor, potrivindu-se cu timpul zilei in grupurile experimentale. Nivelurile CORT plasmatice au fost determinate folosind un kit de imuno-analiza enzimatica. Sobolanii au fost supradozati cu pentobarbital (ip) dupa 30 min de retinere, apoi perfuzate intracardial cu solutie salina si paraformaldehida tamponata cu 4%, cu creierele recoltate pentru colorare. aceasta doza de DEX a fost determinata sa produca o suprimare submaximala a raspunsurilor CORT la stresul de retinere acut, care permite detectarea suprimarii exagerate de DEX a CORT [40]. Probele de sange din coada-nichel au fost colectate la 0 si 30 min de retinere. Probele de sange au fost colectate in faza intunecata a sobolanilor, potrivindu-se cu timpul zilei in grupurile experimentale. Nivelurile CORT plasmatice au fost determinate utilizand un kit de imuno-test al enzimei. Sobolanii au fost supradozati cu pentobarbital (ip) dupa 30 min de retinere, apoi perfuzate intracardial cu solutie salina si paraformaldehida tamponata cu 4%, cu creierele recoltate pentru colorare. aceasta doza de DEX a fost determinata sa produca o suprimare submaximala a raspunsurilor CORT la stresul de retinere acut, care permite detectarea suprimarii exagerate de DEX a CORT [40]. Probele de sange din coada-nichel au fost colectate la 0 si 30 min de retinere. Probele de sange au fost colectate in faza intunecata a sobolanilor, potrivindu-se cu timpul zilei in grupurile experimentale. Nivelurile CORT plasmatice au fost determinate folosind un kit de imuno-analiza enzimatica. Sobolanii au fost supradozati cu pentobarbital (ip) dupa 30 min de retinere, apoi perfuzate intracardial cu solutie salina si paraformaldehida tamponata cu 4%, cu creierele recoltate pentru colorare. potrivind timpul zilei in grupuri experimentale. assassin’s creed odyssey kassandra porn Nivelurile CORT plasmatice au fost determinate folosind un kit de imuno-analiza enzimatica. Sobolanii au fost supradozati cu pentobarbital (ip) dupa 30 min de retinere, apoi perfuzate intracardial cu solutie salina si paraformaldehida tamponata cu 4%, cu creierele recoltate pentru colorare. potrivind timpul zilei in grupuri experimentale. Nivelurile CORT plasmatice au fost determinate folosind un kit de imuno-analiza enzimatica. Sobolanii au fost supradozati cu pentobarbital (ip) dupa 30 min de retinere, apoi perfuzate intracardial cu solutie salina si paraformaldehida tamponata cu 4%, cu creierele recoltate pentru colorare.

cFos si imunohistochimia receptorului glucocorticoid (GR) (IHC)

Creierele au fost sectionate si etichetate pentru cFos sau GR folosind un kit ABC cu peroxidaza (Vectastain Elite ABC Kit, Vector Labs, pisica # PK-6200) si doar sobolanii care au primit injectii de vehicule (si nu DEX) au fost folositi pentru a cartona populatiile neuronale specifice activate prin stres de retinere acuta si cei care exprima GR. Pentru a vizualiza expresia cFos, a fost utilizat un antiserum policlonal IgG cclos (1: 10.000; Santa Cruz Biotech, pisica # sc-52, Dallas, TX, SUA) si diamenobenzidina, asa cum s-a descris anterior [41]. GR IHC a folosit acelasi protocol de baza pe sectiuni alternative din aceleasi creiere, cu un antiserum primar GR (1: 2500; IgG policlonala de iepure; Santa Cruz Biotech, pisica # M-20, Dallas, TX, SUA). Specificitatea coloratiei GR a fost confirmata prin observarea unei pierderi de colorare nucleara atunci cand antiserumul GR a fost pre-absorbit cu peptida imunizanta si respectarea coloratiei regionale asteptate (de exemplu, in girul dentat si CA1, dar nu si CA3). Analiza microscopului a fost realizata pe un microscop usor Zeiss Axioplan echipat cu o camera video si software-ul MBF Stereo Investigator (MBFBioscience, Williston, VT, SUA). Numarul de neuroni cFos + sau GR + in regiuni specifice ale creierului a fost socotit orb de la patru sectiuni comparabile pe sobolan, folosind metode stereologice impartiale, iar numarul de celule imunopozitive pe milimetru cub a fost cuantificat pentru fiecare regiune prin impartirea numarului total de celule numarate intr-o regiune. dupa volumul masurat al acelei regiuni. Pozitia anatomica a fost determinata folosind un atlas stereotaxic. in gyrusul dentat si CA1, dar nu CA3). Analiza microscopului a fost realizata pe un microscop usor Zeiss Axioplan echipat cu o camera video si software-ul MBF Stereo Investigator (MBFBioscience, Williston, VT, SUA). Numarul de neuroni cFos + sau GR + in regiuni specifice ale creierului a fost socotit orb de la patru sectiuni comparabile pe sobolan, folosind metode stereologice impartiale, iar numarul de celule imunopozitive pe milimetru cub a fost cuantificat pentru fiecare regiune prin impartirea numarului total de celule numarate intr-o regiune. dupa volumul masurat al acelei regiuni. Pozitia anatomica a fost determinata folosind un atlas stereotaxic. in gyrusul dentat si CA1, dar nu CA3). Analiza microscopului a fost realizata pe un microscop usor Zeiss Axioplan echipat cu o camera video si software-ul MBF Stereo Investigator (MBFBioscience, Williston, VT, SUA). Numarul de neuroni cFos + sau GR + in regiuni specifice ale creierului a fost socotit orb de la patru sectiuni comparabile pe sobolan, folosind metode stereologice impartiale, iar numarul de celule imunopozitive pe milimetru cub a fost cuantificat pentru fiecare regiune prin impartirea numarului total de celule numarate intr-o regiune. dupa volumul masurat al acelei regiuni. Pozitia anatomica a fost determinata folosind un atlas stereotaxic. Numarul de neuroni cFos + sau GR + in regiuni specifice ale creierului a fost socotit orb de la patru sectiuni comparabile pe sobolan, folosind metode stereologice impartiale, iar numarul de celule imunopozitive pe milimetru cub a fost cuantificat pentru fiecare regiune prin impartirea numarului total de celule numarate intr-o regiune. dupa volumul masurat al acelei regiuni. Pozitia anatomica a fost determinata folosind un atlas stereotaxic. Numarul de neuroni cFos + sau GR + in regiuni specifice ale creierului a fost socotit orb de la patru sectiuni comparabile pe sobolan, folosind metode stereologice impartiale, iar numarul de celule imunopozitive pe milimetru cub a fost cuantificat pentru fiecare regiune prin impartirea numarului total de celule numarate intr-o regiune. dupa volumul masurat al acelei regiuni. Pozitia anatomica a fost determinata folosind un atlas stereotaxic.

analize statistice

Toate datele au fost colectate de catre experimentatori orbi de grupul de tratament. Toate sobolanii din toate cohortele dintr-un singur experiment au fost incluse in analiza statistica finala, cu exceptia urmatoarelor criterii de excludere determinate a priori: (1) daca CORT de baza nu a fost redus la un sobolan tratat cu DEX si notele experimentatorului confirma o injectie partiala / problematica , acel individ a fost exclus din numai analiza DST si (2) in cazul in care nivelurile de cort nu a crescut (0 sau schimbare negativa) dupa 30 de minute de retinere, care individuale a fost exclusa numaidin analiza DST. Aceste criterii de excludere au dus la excluderea a 0-2 persoane din fiecare grup de tratament pentru DST. Dupa confirmarea variatiei egale intre grupurile de tratament, ANOVA-uri cu doua sau trei cai au fost efectuate pentru comparatii la sobolani. Vedeti fisierele aditionale 1 si 2 pentru toate testele statistice efectuate. Pentru masurile cerebrale, daca nu au fost prezente efecte principale sau interactiuni ale emisferei, datele au fost prabusite in toata emisfera. Testul conservator Bonferroni a fost utilizat pentru a corecta mai multe teste pentru a mentine probabilitatea unei erori de tip I la 0,05.

Sobolanii de sex masculin si feminin raspund diferit la stresul prelungit unic (SPS)

Asa cum era de asteptat, barbatii expusi la SPS au prezentat un raspuns acustic sporit al startle-ului (ASR) (Fig. 2a) in comparatie cu valoarea lor initiala ASR ( P  = 0.017), replicand un efect bine stabilit de SPS [21]. Pe de alta parte, SPS nu a avut niciun efect asupra ASR la femei (fig. 2a). Testul de suprimare a dexametazonei (DEX) a evidentiat, de asemenea, sensibilitatea sporita a DEX la barbatii expusi SPS, blocand cresterea indusa de retinere a nivelurilor circulante de corticosteron (CORT) tipice pentru barbatii de control (Fig. 2b). In schimb, femeile expuse la SPS au prezentat o reduceresensibilitate – pretratarea DEX, care concureaza cu CORT endogena pentru legarea receptorului glucocorticoid (GR), nu a reusit sa suprime cresterea stresului a nivelurilor de CORT la femelele expuse SPS (Fig. 2b). Observati, totusi, ca pentru femeile de control, aceasta aceeasi doza de DEX a suprimat efectiv cresterile induse de stres ale nivelului CORT si ca DEX a scazut nivelul initial de CORT (0 min) la toate grupurile, comparativ cu nivelurile initiale de CORT la sobolani tratati cu vehicul, demonstrandu-si eficacitatea in ambele sexe. Pe scurt, aceste date arata suprimarea exagerata a DEX a CORT la barbatii expusi SPS, dar nu si la femei. Aceasta diferenta de sex in sensibilitatea la DEX reflecta in mod clar efectele expunerii la traume in sine si nu rezistenta la DEX la femei, deoarece DEX a scazut nivelul CORT la femeile de control atat inainte cat si dupa stresul acut, dar a condus doarnivelurile initiale de CORT in scadere la femeile expuse SPS (Fig. 2b). SPS nu a afectat nivelul initial de CORT la nici un sex, iar femeile de control au aratat nivelurile de CORT estimate la nivelul initial si post-stres decat la barbati (Fig. 2b).

Aceste diferente de sex frapante, ca raspuns la SPS, au sugerat ca SPS ar putea afecta in mod diferit si masurile celulare din creierul barbatilor si femelelor. Acest lucru este intr-adevar ceea ce am gasit atunci cand am examinat expresia GR si cFos in regiunile creierului implicate in controlul raspunsului la stres traumatic [20]. In timp ce SPS a crescut moderat numarul neuronilor care exprima GR in nucleul paraventricular al hipotalamusului (PVN) al barbatilor, comparativ cu barbatii de control ( P = 0,06 ), SPS a redus semnificativ numarul lor la femei, comparativ cu femelele de control ( P  <0 . 0001 Fig. 2c); Expresia GR in PVN la femeile de control (fara stres) a fost, de asemenea, mai mare decat cea a barbatilor de control ( P <0,0001; Fig. 2c). Expresia GR in regiunea CA1 / 2 a hipocondrului dorsal a fost de asemenea afectata in mod diferentiat de SPS la barbati si femei, deoarece SPS a scazut numarul de neuroni GR + la barbati, comparativ cu barbatii de control, dar a crescut numarul lor la femei, comparativ cu femelele de control (Fig. 2d), asa cum s-a raportat anterior [14], ceea ce duce la o interactiune aproape semnificativa intre sex si SPS ( P = 0,05). SPS a avut un efect surprinzator de mic asupra raspunsului cFos la stresul de retinere acuta in creierul barbatilor, inclusiv in sugbregiile prelimbice (PrL) sau infralimbice (IL) ale cortexului prefrontal medial (mPFC) (Fig. 2e), amigdala bazolaterala (Fig. 2e) BLA) si amigdala mediala (MeA; Fig. 2f, g). In schimb, SPS a afectat in mare masura raspunsul cFos la stresul acut la creierul femeilor, crescand numarul de neuroni cFos + la mai mult de o saptamana de la expunerea la traume atat in ​​PrL ( P  = 0.001) cat si in IL ( P  = 0.001) (Fig. 2e), iar in dreapta BLA ( P = 0,021; Fig. 2f) comparativ cu femelele de control. Numarul neuronilor cFos + indus de stresul acut a fost, de asemenea, diferentiat sexual in mPFC de sobolani de control, femeile de control avand mai putini astfel de neuroni decat barbatii de control (PrL P  = 0,011; IL P = 0,042; Fig. 2e), asa cum a fost raportat anterior [29]. In plus, greutatea corporala nu poate tine cont de aceste diferente de sex in raspunsul la traume (Tabelul 1), deoarece SPS nu a avut niciun efect asupra greutatii corporale la niciunul dintre sex. Luate impreuna, am constatat diferente de sex in raspunsul la SPS in fiecare masura de rezultat examinata. Avand in vedere toate masurile de rezultat dintr-o matrice de corelatie (a se vedea fisul aditional 3), au existat corelatii semnificative doar intre PVN GR si post-stres CORT si intre mPFC-IL cFos si BLA cFos dreapta, ceea ce indica faptul ca majoritatea masurilor nu au fost corelate.

Expunerea predatorilor (PredX) induce diferente sexuale comparabile in ASR si DST

Pentru a testa generalitatea acestei diferente de sex in raspunsul la traume, am testat sobolani adulti de sex masculin si feminin intr-un model diferit de PTSD, modelul PredX. Sobolanii au fost expusi la o pisica feminina vie timp de 1 ora. La fel ca SPS, PredX a imbunatatit atat ASR ( P  = 0.016 SPS masculin post-test comparativ cu valoarea initiala; Fig. 3a), cat si DEX suprimarea CORT (Fig. 3b) pentru barbati, dar nu si pentru femei. In mod specific, DEX a blocat o crestere a nivelului CORT pentru barbatii expusi PredX, ceea ce a dus la o diferenta semnificativa a nivelurilor CORT intre DEX si barbatii PredX tratati cu vehicul ( P = 0,010) dar nu pentru barbatii de control. Ca si in cazul SPS, acelasi efect specific traumei nu a fost observat la femelele expuse PredX, aratand din nou ca expunerea anterioara la un eveniment traumatic sporeste sensibilitatea la DEX la barbati, dar nu si la femei. Femeile au afisat din nou nivelurile de CORT preconizate la nivelul initial si post-retinere in comparatie cu barbatii (Fig. 3b) si DEX au scazut nivelul CORT de baza in toate cele patru grupuri (Fig. 3b), confirmand din nou eficacitatea tratamentului cu DEX. Femelele au avut din nou expresie GR mai mare in PVN decat barbatii, dar spre deosebire de SPS, PredX nu a afectat expresia GR in PVN de niciunul dintre sex (Fig. 3c). Astfel de disocieri in raspunsul la stres la diferiti factori de stres ajuta la identificarea trasaturilor de baza ale fenotipului specific sexului care sunt independente de tipul de stres. Efectul traumei asupra expresiei GR in PVN poate fi specific stresorului. In general, modelul diferentelor de sex a fost remarcabil de similar dupa expunerea la PredX si SPS si, din nou, a aparut independent de efectele asupra greutatii corporale (tabelul 2).

Luate impreuna, aceste date stabilesc raspunsuri specifice sexului la stresul traumatic care sunt independente de tipul de stres, aratand ca trasaturile de baza prezumate pe scara larga ale PTSD se pot aplica numai barbatilor. Astfel de date indica, de asemenea, ca exista diferente fundamentale de sex in neurobiologia care sta la baza raspunsului la stres traumatic.

Diferentele de sex in raspunsul la stres traumatic sunt printre cele mai raportate fenomene in studiile epidemiologice si clinice, dar baza neurobiologica pentru aceste diferente nu este cunoscuta, in mare parte datorita unei prejudecati masculine coplesitoare in cercetarile preclinice [22]. Gasim diferente de sex robuste si inedite in raspunsul la stres traumatic. Doar sobolanii de sex masculin au aratat un fenotip hipertensiv, cu o ASR imbunatatita si un control negativ exagerat al feedback-ului hormonului de stres, ambele atribute fundamentale ale PTSD la barbati [21, 39]. SPS nu a afectat valoarea initiala CORT la niciun sex, asa cum s-a raportat anterior la barbati [36], sugerand in plus ca efectul traumei este asupra controlului negativ al axei HPA la barbati. Aceleasi masuri sugereaza niciun efect al traumei la femei, dar masurile cerebrale indicate altfel.

De exemplu, am constatat ca expunerea la SPS cu aproape 2 saptamani mai devreme a crescut activitatea cFos in mPFC si in BLA-ul drept al femelelor, dar nu si al barbatilor. Pe baza studiilor de leziune si imagistica, amigdala dreapta este implicata in mod unic in conditionarea contextuala a fricii la sobolani [42] si la oameni cu PTSD [43, 44], astfel incat amigdala dreapta este dominanta asupra amigdalei stangi in procesarea emotionala si invatarea fricii. La oamenii cu PTSD, severitatea simptomelor este corelata pozitiv cu fluxul sanguin cerebral regional la amigdala dreapta, dar nu la stanga [45, 46]. Daca aceasta lateralizare amigdalara se datoreaza neurocircuitarii lateralizate si / sau diferentelor neurochimice nu este inca cunoscuta. Proiectii neuronale de la mPFC la BLA, care sunt implicate in reactii de frica conditionate, se crede ca sunt perturbate in PTSD si sunt recrutate in mod diferit la sobolani masculi si femele in timpul conditionarii fricii si la disparitie [12]. Astfel, concluziile noastre despre activarea specifica a femeilor in mPFC si BLA in timpul stresului de retinere acuta care le aminteste femeilor de o experienta anterioara de traumatism ar putea reflecta aceste mecanisme specifice sexului de conditionare si disparitie a fricii.

De asemenea, am observat efecte diametral opuse ale traumei asupra expresiei GR in regiunea PVN si CA1 / 2 a hipocampului dorsal la barbati si femei (Fig. 2c, d), conforme cu efectele opuse ale stresului la barbati si femele in alte studii cu rozatoare [47,48,49,50]. Ca raspuns la SPS, am constatat ca femelele au prezentat o expresie crescuta de GR in regiunea CA 1/2 a hipocampului dorsal, in timp ce barbatii au aratat contrariul. Aceste rezultate coroboreaza singurul alt studiu care examineaza diferentele de sex din acest model, care a constatat ca aceste diferente de sex in expresia GR s-au corelat cu diferentele de sex in retentia de extinctie a fricii [14]. Raspunsul specific sexului scazut al expresiei GR la PVN feminin modifica probabil sensibilitatea PVN la hormonii de stres si poate explica de ce barbatii expusi la traume arata un control negativ imbunatatit al feedback-ului axei HPA, in timp ce femelele expuse la traume nu. Cu toate acestea, modificarile in GR in PVN nu pot fi singurul factor care contribuie la efectele divergente ale traumei asupra controlului negativ al raspunsului CORT, deoarece PredX nu a avut niciun efect asupra expresiei GR in PVN de ambele sexe, dar a avut aceleasi efecte divergente asupra Axa HPA. Cu toate acestea, pacientii cu PTSD au un numar crescut de limfocite din sange care exprima GR si o sensibilitate crescuta la glucocorticoizi [51, 52], ceea ce sugereaza ca masurile de exprimare GR in sange pot reflecta bine efectele stresului traumatic asupra expresiei GR in creier; in orice caz,

Desi se pare ca aceleasi corelatii neuronale (de exemplu, hipocamp, mPFC si amigdala) sunt inscrise pentru a gestiona stresul la barbati si femei, mecanismele specifice implicate sunt fundamental diferite [12, 53]. Au fost raportate anterior diferentele de sex robuste gasite la unele masuri de sobolani de control (de exemplu, femelele au niveluri CORT de la nivelul initial si post-stres, expresie GR mai mare in PVN si expresie cFos mai mica in mPFC dupa retinerea acuta). predispune barbatii si femelele sa raspunda diferit la stresul traumatic [29, 30, 54, 55].

Un studiu recent indica faptul ca traumele nu afecteaza in general raspunsul cFos al mPFC si amigdala barbatilor [56], in concordanta cu propriile rezultate. Interesant, insa, acest studiu a identificat o minoritate mica (15%) dintre barbatii care au raspuns la traume cu o crestereexpresie cFos atat in ​​IL mPFC cat si in BLA, similar cu ceea ce vedem la femelele expuse SPS (Fig. 2e, f), iar acest raspuns cFos a fost asociat cu un comportament anhedonic [56]. Aceste date sugereaza ca activarea mPFC si amigdala pot fi markeri relevanti ai patologiei traumatice la femei, dar in general nu barbati si pot fi asociati cu un fenotip comportamental anhedonic la femei. Studiile viitoare ar beneficia prin includerea unor masuri comportamentale de anhedonie care ar putea lumina mai bine natura diferentei de sex in raspunsul la stres traumatic. Intr-adevar, un fenotip de tip depresiv la femeile expuse SPS este sugerat de scaderea sensibilitatii la DEX si scaderea expresiei GR in PVN pe care le raportam aici, deoarece pacientii cu depresie prezinta o scadere a sensibilitatii la DEX si scaderea expresiei GR a limfocitelor [51]. Luat impreuna,reducere, mai degraba decat a crescut feedback negativ HPA [39, 58]. Intr-adevar, raspunsul la stres traumatic la om este partinitor de sex, intrucat barbatii cu PTSD prezinta mai multe simptome de externalizare (de exemplu, comportament hiperarous, agresivitate si asumare de riscuri), in timp ce femeile cu PTSD prezinta mai multe simptome de internalizare (de exemplu, tristete, pierderea de placere si dificultati sociale) [7, 9, 59, 60]. De asemenea, recent am descoperit efectele SPS specifice sexului asupra preferintei cu zaharoza si a interactiunii sociale, masuri comune ale comportamentului de tip depresiv, numaila sobolani de sex feminin si nu la barbati (vezi hartia de insotire), ceea ce implica in continuare un fenotip de tip depresiv al raspunsului traumatismelor feminine. Aceste rezultate sugereaza o consideratie importanta: daca se folosesc doar masuri de rezultat dezvoltate la barbati pentru a detecta efectele stresului traumatic la femei, probabil se vor trage concluzii eronate.

Intr-adevar, bazandu-se doar pe ASR si DST, femeile ar putea parea mai rezistente decat barbatii la efectele daunatoare ale stresului traumatic, dar pe masura ce am privit mai departe, a devenit clar ca femelele nu sunt neaparat mai rezistente, ci mai degraba, raspund diferitla traume. Acest lucru aminteste de alte efecte ale stresului asupra barbatilor si femeilor. De exemplu, ca raspuns la efectele necontrolate, femelele par mai rezistente decat barbatii la efectele negative ale stresului asupra invatarii care implica conditionare operanta [61], dar daca este implicata conditionarea clasica, femelele sunt mai putin rezistente decat barbatii [62], ceea ce sugereaza ca sexul poate sa nu fie un factor care confera sensibilitate sau rezistenta la stres in sine, ci pur si simplu duce la raspunsuri diferite. In mod clar, alegerea masurilor rezultate poate determina concluziile trase. Datele noastre sugereaza ca linia dintre rezistenta si sensibilitate nu este la fel de clara pe cat se presupune [63], in mare parte pentru ca daca un individ este apreciat ca susceptibil este legat de masurile utilizate (fisa suplimentara 4). In plus, o persoana poate fi rezistenta intr-un domeniu de functionare, dar nu in altul sau la un moment dat in timpul vietii, dar nu in alta [64]. Mai simplu, sobolanii de sex feminin din aceste studii se poate spune ca sunt rezistenti la traume numai daca se incepe cu prezumtia ca sunt valabile doar raspunsurile tipice ale barbatilor la traume.

In timp ce datele noastre par sa puna la indoiala valoarea euristica a termenilor „rezistenta” si „susceptibilitate”, acesti termeni raman utili si valabili. Nu numai ca datele epidemiologice ne spun ca doar o mica parte din persoanele expuse traumatismelor dezvolta PTSD, ceea ce indica faptul ca diferentele de susceptibilitate sunt reale, dar si o lista in crestere a polimorfismelor si starilor epigenetice identificate par a prejudicia sistemul nervos spre mai mult sau mai putina rezistenta impotriva efectelor negative ale stresului. Cu toate acestea, datele noastre sugereaza ca utilizarea acestor termeni poate fi definita diferit atunci cand se ia in considerare sexul.

ASR:

Raspuns acustic la pornire

BLA:

Amigdala bazolaterala

CORT:

corticosteron

DEX:

dexametazona

DST:

Test de suprimare a dexametazonei

GR:

Receptor glucocorticoid

HPA:

Hipotalamo-hipofizo-suprarenalian

IHC:

imunohistochimie

IL:

Regiunea infralimbica a cortexului prefrontal medial

MeA:

Amigdala mediala

mPFC:

Cortexul prefrontal medial

PredX:

Expunerea pradatorilor

PRL:

Regiunea prelimbica a cortexului prefrontal medial

PTSD:

Stres post traumatic

PVN:

Nucleul paraventricular al hipotalamusului

SPS:

Stres unic prelungit