Die Rolle der Östrogenrezeptoren beim Hören
Untersuchen, wie Östrogen das Hören und Gleichgewicht bei jungen Mäusen beeinflusst.
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Inhaltsverzeichnis
Östrogen ist ein Hormon, das eine wichtige Rolle im Fortpflanzungssystem von Männern und Frauen spielt. Eine wichtige Form von Östrogen ist 17β-Estradiol, auch bekannt als E2. Obwohl wir oft an die Auswirkungen von Östrogen auf die Fortpflanzung denken, ist es auch wichtig für andere Teile des Körpers, einschliesslich des Nervensystems und des Hörvermögens.
Östrogen wirkt, indem es sich an spezifische Rezeptoren in unseren Zellen bindet. Es gibt zwei Haupttypen von Östrogenrezeptoren, die ESR1 und ESR2 genannt werden, die sowohl innerhalb als auch an der Oberfläche von Zellen zu finden sind. Ein weiterer Rezeptor, bekannt als GPER1, befindet sich nur an der Zelloberfläche. Diese Rezeptoren gibt es in verschiedenen Organen, einschliesslich des Gehirns, wo sie beeinflussen, wie wir denken und uns erinnern.
Es gibt Hinweise darauf, dass Östrogen auch beeinflusst, wie gut wir Hören. In Studien mit postmenopausalen Frauen fanden Forscher einen Zusammenhang zwischen den Östrogenspiegeln in ihrem Blut und ihrer Hörfähigkeit. Frauen erfahren oft Veränderungen in ihrer Hörsensibilität während ihres Menstruationszyklus, wobei besseres Hören zu bestimmten Zeiten mit höheren Östrogenspiegeln verbunden ist.
Weiteres Beweismaterial stammt aus Studien über Frauen mit Turner-Syndrom, einer Erkrankung, die zu niedrigen Östrogenspiegeln und Hörverlust führt. In Tierversuchen zeigten weibliche Ratten ohne Eierstöcke (die Östrogen produzieren) Veränderungen in der Hörfunktion, die sich mit einer Östrogentherapie verbesserten.
Wie Östrogen mit Hören verbunden ist
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Östrogenrezeptoren auch im Innenohr von Menschen und Mäusen vorhanden sind. In der Cochlea, die ein wichtiger Teil des Innenohrs ist, sind diese Rezeptoren in Haarzellen und Neuronen vorhanden, die für das Hören entscheidend sind. Während einige Studien gezeigt haben, dass das Fehlen des ESR1-Rezeptors das Hören in bestimmten Mauslinien nicht beeinträchtigt, ist es wichtig, verschiedene Mauslinien zu betrachten, um zu verstehen, wie Östrogen das Hören beeinflusst.
In jüngster Forschung untersuchten Wissenschaftler 3 Monate alte Mäuse mit und ohne den ESR1-Rezeptor, um zu sehen, wie sich das auf das Hören und das Gleichgewicht auswirkte. Sie wählten eine spezifische Mauslinie namens CBA/CaJ, weil diese Mäuse gut hören können und nicht den altersbedingten Hörverlust aufweisen, der bei anderen gängigen Mauslinien zu beobachten ist.
Methodik der Studie
Um die Studie durchzuführen, verwendeten die Forscher spezielle Techniken, um zu bestimmen, ob das Fehlen von ESR1 das Hören und das Gleichgewicht der Mäuse beeinflusste. Sie testeten das Körpergewicht und die Kopfgrösse beider Mausarten und bewerteten ihr Hören mit Hilfe von Tests zur akustischen Hirnstammreaktion (ABR) und zur verzerrten Produkt-Otoakustik-Emission (DPOAE). Die Forscher testeten auch das Gleichgewicht mithilfe eines Rotarod-Geräts, das misst, wie lange eine Maus auf einer rotierenden Stange bleiben kann.
Die Mäuse wurden nach Geschlecht und Genotyp gruppiert: Wildtyp (normal) und Knockout (die ohne das ESR1-Gen). Die Forscher stellten sicher, dass alle Mäuse in der Studie aus einem ähnlichen genetischen Hintergrund stammten, um Unterschiede, die die Ergebnisse verzerren könnten, zu vermeiden.
Körpergewicht und Kopfgrösse bei Mäusen
Zuerst sahen die Forscher sich an, wie das Körpergewicht und die Kopfgrösse durch das Fehlen des ESR1-Rezeptors beeinflusst wurden. Sie fanden einige Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Mäusen, insbesondere beim Körpergewicht. Weibliche Wildtyp-Mäuse wogen weniger als männliche Wildtyp-Mäuse, und der gleiche Trend war auch bei den ESR1-Knockout-Mäusen zu beobachten.
Interessanterweise war das Körpergewicht von weiblichen ESR1-Knockout-Mäusen höher als das von Wildtyp-Weibchen, während das Körpergewicht der Männchen keinen signifikanten Unterschied zeigte. Die Kopfgrösse folgte einem ähnlichen Trend, wobei wildtypische Weibchen kleinere Köpfe hatten als wildtypische Männchen.
Hörfunktion bei Mäusen
Als nächstes konzentrierten sich die Forscher auf die Hörfunktion. Sie massen die ABR-Schwellenwerte sowie die Amplituden und Latenzen spezifischer Hörwellen. Sie erwarteten, Veränderungen im Hörvermögen aufgrund des Fehlens des ESR1-Rezeptors zu sehen.
Die Ergebnisse zeigten jedoch keine signifikanten Unterschiede in der Hörfunktion zwischen Wildtyp- und ESR1-Knockout-Mäusen. Das Gleiche galt für die DPOAE-Tests, die messen, wie gut das Innenohr funktioniert. In allen getesteten Frequenzen waren beide Mausarten in ihrem Hörvermögen ähnlich.
Gleichgewicht und Leistung bei Mäusen
Die Forscher wollten auch sehen, ob das Fehlen von ESR1 die Gleichgewichtsleistung beeinflusste. Sie verwendeten den Rotarod-Test, um zu messen, wie lange die Mäuse auf der sich drehenden Stange bleiben konnten. Wieder fanden sie keine signifikanten Unterschiede zwischen Wildtyp- und ESR1-Knockout-Mäusen.
Schlussfolgerungen über ESR1 und Funktion
Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass der Verlust des ESR1-Rezeptors die Hör- oder Gleichgewichtsleistung bei jungen Mäusen unter normalen Bedingungen nicht beeinflusst. Dies stimmt mit anderen Studien überein, die keine Unterschiede in der Hörfunktion bei jungen Mäusen ohne ESR1 gezeigt haben. Diese anderen Studien zeigen jedoch auch, dass der Verlust eines anderen Rezeptors namens ESR2 später im Leben zu Hörproblemen führt.
Insgesamt, während der ESR1-Rezeptor in vielen Teilen des Hörsystems vorhanden ist und wichtig dafür ist, wie unsere Körper funktionieren, scheint es, dass andere Rezeptoren für seine Abwesenheit kompensieren können, besonders bei jungen Individuen.
Zukünftige Forschungsrichtungen
Die Forschung unterstreicht die Notwendigkeit weiterer Studien, um die Rolle von Östrogen und seinen Rezeptoren nicht nur bei jungen Mäusen, sondern auch bei älteren Mäusen zu untersuchen. Das Verständnis dieser Prozesse könnte uns helfen, mehr über das Hören und das Gleichgewicht im Alter zu lernen und wie hormonelle Veränderungen diese Funktionen beeinflussen.
Zukünftige Studien könnten auch die Rollen von ESR1 und ESR2 zusammen sowie in Kombination mit anderen Faktoren, die das Hören und das Gleichgewicht beeinflussen, erforschen. Dazu könnte gehören, wie Umweltfaktoren, Altern und verschiedene genetische Hintergründe die Rollen dieser Rezeptoren beeinflussen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es scheint, als hätte ESR1 keinen signifikanten Einfluss auf das Hören und das Gleichgewicht bei jungen Mäusen, aber die komplexe Natur der Rolle von Östrogen im Körper legt nahe, dass es noch viel mehr zu erkunden gibt. Fortgesetzte Forschung in diesem Bereich könnte wichtige Einblicke geben, wie Hormone unsere Gesundheit in verschiedenen Lebensphasen beeinflussen.
Titel: Loss of Esr1 Does Not Affect Hearing and Balance
Zusammenfassung: Although estrogen affects the structure and function of the nervous system and brain and has a number of effects on cognition, its roles in the auditory and vestibular systems remain unclear. The actions of estrogen are mediated predominately through two classical nuclear estrogen receptors, estrogen receptor 1 (ESR1) and estrogen receptor 2 (ESR2). In the current study, we investigated the roles of ESR1 in normal auditory function and balance performance using 3-month-old wild-type (WT) and Esr1 knockout (KO) mice on a CBA/CaJ background, a normal-hearing strain. As expected, body weight of Esr1 KO females was lower than that of Esr1 KO males. Body weight of Esr1 KO females was higher than that of WT females, while there was no difference in body weight between WT and Esr1 KO males. Similarly, head diameter was higher in Esr1 KO vs. WT females. Contrary to our expectations, there were no differences in auditory brainstem response (ABR) thresholds, ABR waves I-V amplitudes and ABR waves I-V latencies at 8, 16, 32, and 48 kHz, distortion product otoacoustic emission (DPOAE) thresholds and amplitudes at 8, 16, and 32 kHz, and rotarod balance performance (latency to fall) between WT and Esr1 KO mice. Furthermore, there were no sex differences in ABRs, DPOAEs, and rotarod balance performance in Esr1 KO mice. Taken together, our findings show that Esr1 deficiency does not affect auditory function or balance performance in normal hearing mice, and suggest that loss of Esr1 is likely compensated by ESR2 or other estrogen receptors to maintain the structure and function of the auditory and vestibular systems under normal physiological conditions. HighlightsO_LIHead diameter of female Esr1 KO mice was higher than that of female WT mice. C_LIO_LIABRs and DPOAEs were not different in WT and Esr1 KO mice. C_LIO_LIThere were no sex differences in ABRs and DPOAEs in Esr1 KO mice. C_LIO_LIRotarod balance performance was not different in WT and Esr1 KO mice. C_LIO_LIThere were no sex differences in rotarod balance performance in Esr1 KO mice. C_LIO_LILoss of Esr1 does not affect auditory function or balance performance under normal physiological conditions. C_LI
Autoren: Shinichi Someya, S. S. Simms, M. Milani, M.-J. Kim, R. M. Husain, L. P. Infante, P. S. Cooke
Letzte Aktualisierung: 2024-03-06 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.03.583163
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.03.583163.full.pdf
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