UNIVERSIDADE DE ÉVORA Licenciatura em Biologia Humana Unidade Curricular: Biologia do Desenvolvimento 2013/2014 Docente: Prof. Doutor Paulo de Oliveira Discentes: Liana Shvachiy 30667 & Maria José Tareco 30187 Homens e mulheres são diferentes anatomicamente e psicologicamente e o cérebro é um dos órgãos responsáveis por estas diferenciações. Todas estas questões serão respondidas com base em artigos que usam vários modelos animais como os murganhos. Apresentação da hipótese sobre o papel da aromatase na diferenciação. • A identidade de género significa a consciência que a pessoa tem de ser homem ou de ser mulher, e quando ocorrem alterações nessa diferenciação ocorre o transexualismo, definido como sendo a incongruência entre o fenótipo (masculino ou feminino) e o sentimento de ser um ser masculino ou feminino. Zhou et.al.(1997) Wilson & Davis (2007) Ngun et.al (2010) O cérebro dos homens é, em média, aproximadamente 10% maior do que nas mulheres, mas isso é devido ao maior tamanho corporal dos homens: um maior nº de células musculares implica um maior nº de neurónios para controlá-las. Wilson & Davies (2007) Volume maior no Sexo masculino Volume maior no Sexo Feminino •Órgão Vomeronasal •Bulbo Olfativo acessório •Núcleo Amigdalóide medial •Núcleo Premamilar ventral •BNST medial posterior e núcleo central •Núcleo sexualmente dimórfico da área pré-optica •Núcleo supra óptico •Núcleo supraquiasmático •Núcleo ventromedial •Núcleo espinhal do bulbocavernoso •Comissura anterior (nos ratos) •BNST anterior medial e anterior lateral •Núcleo anteroventral periventricular •Locus coeruelus •Comissura anterior (nos humanos) Wilson & Davies (2007) Durante o desenvolvimento do embrião os núcleos do dimorfismo sexual e periventricular anteroventral da área pré-ótica inicialmente contêm o mesmo nº de neurónios. Entretanto, com o aumento da apoptose celular mediada pelo estradiol na mulher, o núcleo de dimorfismo sexual torna-se menor. Já o núcleo paraventricular anteroventral é maior nas mulheres, sendo menor nos homens devido ao efeito próapoptótico do estradiol nessa área. Ao contrário, no sexo masculino o estradiol tem efeito antiapoptótico nesse mesmo núcleo o que o torna cerca de 3 a 5 vezes maior no sexo masculino. O volume da subdivisão central do núcleo do leito da estria terminal – uma área essencial para o comportamento sexual – é maior nos homens que nas mulheres. Esta área é bilateral e localizada logo acima do nível das orelhas (córtex parietal) responsável pela capacidade de execução de funções motoras pelas mãos. É maior nos homens do que nas mulheres. O lado esquerdo é maior do que o direito nos homens. Nas mulheres, a assimetria é exactamente o contrário, embora as diferenças entre os lados esquerdo e direito não sejam tão importantes quanto nos homens. Portanto, parece que o tamanho do LIP está correlacionado com as habilidades mentais em matemática. Este estudo foi possível graças à análise de varreduras de imagem de ressonância magnética, que mesmo descartando as diferenças naturais que existem no volume total cerebral entre os homens e as mulheres, ainda permanecia uma diferença de 5% entre os volumes do LIP. O LIP, em geral, permite que o cérebro processe informações a partir dos órgãos dos sentidos e ajuda na atenção e percepção seletiva Os estudos têm relacionado o LIP direito à memória envolvida na compreensão e manipulação das relações espaciais e à capacidade de estabelecer relações entre as partes do corpo. Este está também relacionado com a percepção dos nossos próprios sentimentos ou emoções. O LIP esquerdo está envolvido na percepção do tempo e do espaço e na capacidade da rotação mental de figuras tridimensionais. Demonstrou-se também que 2 áreas nos lobos frontais e temporais relacionados com a linguagem: áreas de Broca e Wernicke, são significativamente maiores nas mulheres, fornecendo assim uma causa biológica para a notória superioridade mental das mulheres relacionadas com a linguagem. Utilizando imagens de ressonância magnética, os investigadores mediram os volumes de matéria cinzenta em diferentes regiões corticais e, verificaram que as mulheres apresentavam um volume maior de 23% na área de Broca e 13% na área de Wernicke do que nos homens. Outros estudos têm também referido que o corpo caloso é maior nas mulheres do que nos homens. Mas estes estudos têm sido contestados recentemente. Homens têm mais neurónios no córtex cerebral Mulheres com neuropil mais desenvolvido Explica o porquê das mulheres terem maior tendência a sofrer a demência As diferenças no sistema nervoso ocorrem tanto na idade adulta como no período perinatal Factores genéticos e hormonais contribuem para mecanismos fisiológicos em desenvolvimento para gerar a ontogenia de dimorfismo sexual no cérebro. Mecanismos relevantes podem incluir a heterogénese, migração celular, diferenciação celular, a morte celular, a orientação do axónio e sinaptogénese. A nível molecular temos as acções de factores de transcrição no núcleo das células que regulam a expressão de genes que controlam o desenvolvimento e diferenciação celular, de moléculas efectoras que contribuem directamente para a sinalização a partir de uma célula para outra. Vários péptidos ou proteínas são como "marcadores" da diferenciação sexual com funções indeterminadas no desenvolvimento do embrião e feto ou na idade adulta. Embora a maioria das diferenças entre os sexos são revelados como uma consequência direta das ações hormonais, alguns só podem ser revelados após perturbação genética ou ambiental Tobet, S., et.al. (2009) Esteróides que atuam como hormonas. Subdividem-se em 5 grupos de acordo com o tipo de receptor a que se ligam: Glucocorticóides Mineralocorticóides Androgénios Estrogénios Progestagénios O estrogénio desempenha um papel crítico na diferenciação sexual do cérebro em desenvolvimento e da regulação específica da neuroendocrinologia reprodutiva. Entre as diferentes regiões do cérebro, as áreas do hipotálamo contêm circuitos neuronais funcionais sexualmente diferenciados Estudos recentes sugerem que este pode não ser o único mecanismo de ação estrogénica O estrogénio pode influenciar diversos eventos celulares através de regulação diferentes vias de sinalização Proteínas receptoras de estrogénio localizadas no núcleo afectam a expressão de genes alvo, quando ligadas ao seu ligando de estrogénio. Cross-talk entre os efeitos diretos do estrogénio sobre a transcrição de genes e os seus efeitos sobre as vias de sinalização. Ohtani-Kaneko (2006) Os androgénios são muitos importantes para as diferenças médias de sexo em anatomia, fisiologia e comportamento. Apesar de ter estabelecido o seu papel fundamental na diferenciação sexual, ainda há muito a ser aprendido sobre como os androgénios influenciam essa diferenciação. Foram analisados questionários de estudantes universitários abrangendo cerca de 11 características diferentes para testar a influência da testosterona ou outros androgénios para a formação destas. Os valores médios para todas as onze características foram significativamente maior nos machos do que nas fêmeas A análise factorial reforçou a ideia da influência distinta dos androgénios para todas as características, identificando 4 factores. Ellis, L. & Das, S. (2010) Crescimento de pêlos no corpo Escurecimento da íris do olho Acne facial Escurecimento da cor do cabelo Aumento da altura Alteração da voz (torna-se mais grave) Aumento da força da parte superior do corpo Aumento de força da parte inferior do corpo Aumento da aparência do corpo masculino Aumento de maneirismos masculinos Ellis, L. & Das, S. (2010) Homens Mulheres Aparência masculina do corpo Força física geral Força física geral Força da parte superior do corpo Força da parte superior do corpo Força da parte inferior do corpo Maneirismos masculinos Ellis, L. & Das, S. (2010) Força da parte inferior do corpo Ambos os sexos O principal fator foi interpretado como refletindo a influência da exposição a testosterona perinatal e pós-pubertária. Os outros três fatores que podem refletir os efeitos de outros androgénios ou a influência das hormonas femininas, como o estradiol. A influência dos esteroídes sexuais principalmente na organização do cérebro masculino é bastante conhecida. Tanto a testosterona como o estrogénio participam na organização do cérebro no sentido masculino. A influência hormonal na diferenciação e expressão sexual é importante, mas o processo de socialização do indivíduo é reconhecidamente fundamental para a construção da sua sexualidade e tem implicações na expressão sexual. Nos primeiros anos de vida a construção da sexualidade está vinculada à influência dos pais, professores, colegas, os quais levam a criança a assumir o papel e induzem-na às preferências relacionadas com o seu género. Além das diferenças anatómicas e das características sexuais primárias e secundárias, vários estudos indicam que existem várias outras diferenças subtis na maneira pela qual os cérebros dos homens e das mulheres processam: A linguagem As informações As emoções O conhecimento Homens são, emocionalmente, mais agressivos e mais rápidos, devido à caça que realizavam na antiguidade. Mulheres, no entanto, são mais protectoras das crianças e do lar, tendo um instinto maternal muito desenvolvido. Uma das diferenças mais interessantes refere-se à maneira segundo a qual os homens e as mulheres: Calculam o tempo Estimam a velocidade dos objectos Realizam cálculos matemáticos mentais Orientam-se nos espaço Visualizam os objectos tridimensionais Proporção entre o 2º e 4º dígito (menor nos machos que nas fêmeas) : Há evidências indiretas de que 2D: 4D é estabelecida no útero e está negativamente relacionada com a testosterona pré-natal e positivamente com estradiol pré-natal. No entanto, não existem estudos que mostram relação direta entre a testosterona fetal (FT), estradiol fetal (FE) e 2D: 4D. Após a realização do estudo comprovou-se uma associação entre baixo 2D: 4D e altos níveis de FT em relação à FE, e alta 2D: 4D com baixa FT em relação à FE. Lutchmaya, S., et.al (2004) Aromatase é uma proteína que sintetiza estrogénios a partir de androgénios. A hipótese de aromatase cerebral (estrogénio sintase) prevê que o estrogénio desempenha um papel importante em ambos os comportamentos sexuais e diferenciação sexual cerebral. Gerou-se um rato knockout para aromatase (ArKO) que mostrou estrogénio indetectável e aumento dos níveis de androgénios no sangue ArKO exibiram um apetite reforçado e distúrbios na motivação sexual, preferência parceria sexual, desempenho sexual, comportamento agressivo, comportamento parental, comportamento e comportamento exploratório. Foi caracterizado o promotor específico do cérebro de rato do gene da aromatase, e identificou-se vários elementos cisacting cruciais Depois introduziu-se um transgene de aromatase humana no rato ArKO O rato resultante (ARKO / Harom), cuja área pré-óptica, hipotálamo e amígdala foram expostos aos estrogénios apenas no período perinatal, e, em seguida, aos androgénios melhorados e nenhum estrogénios na idade adulta, mostrou perto recuperação de desordens comportamentais. Este resultado sugeriu que os estrogénios locais que agiam em regiões específicas do cérebro estão envolvidos na organização de redes neurais específicas do sexo durante o período perinatal. Harada N. et.al. (2009) Todas as diferenças entre cérebros masculino e feminino podem ser documentadas porque existe, hoje em dia, uma variedade de métodos neurocientíficos sofisticados que permitem aos investigadores testar diferenças minúsculas entre quaisquer grupos de cérebros. A realização de actividades experimentais nos modelos animais apresentados anteriormente permitiu, tal como os métodos de imagiologia neuroanatómica, descobrir várias diferenças entre os sexos e o que leva a essas mesmas diferenças. Investigações futuras terão que ser realizadas para comprovar as hipóteses que vão surgindo e para confirmar os dados que já foram comprovados, pois ainda há muito que descobrir sobre este tema, visto que o cérebro é um órgão muito complexo Knoll, J., Clay,C., Bouma,G., Henion, T., Shvarting, G., Millar, R.,Tobet, S., Developmental profile and sexually dimorphic expression of Kiss1 and Kiss1r in the fetal mouse brain. University of Colorado, USA (2013) doi: 10.3389/fendo.2013.00140 Harada, N., Wakatsuki, T., Aste, N., Yoshimura, N., Honda, S.-I., Functional Analysis of Neurosteroidal Oestrogen Using Gene-Disrupted and Transgenic Mice. Department of Biochemistry, School of Medicine, Fujita Health University, Toyoake, Aichi, Japan. 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(2009) Hofman, M., Swaab,D., Sexual Dimorphism of the Human Brain: Myth and Reality. Exp. Clin. Endocrinol. Vol.98, Nº. 2, 1991, pp. 161 – 170 (1991) Obrigada pela atenção! “The difference between a house and a home is like the difference between a man and a woman – it might be embarrassing to explain, but it would be very unusual to get them confused.” Lemony Snicket, Horseradish