Interacción estrógenos-noradrenalina en la depresión / Estrogens-noradrenaline interactions: their role in the regulation of depression

Depression refers to a mood disorder characterized by deep sadness and loss of interest and pleasure. Epidemiologic studies show that this disorder represents a public health problem affecting 12% of the world population in a proportion of 2:1 of women to men. Depression is a complex disease in which it has been observed that the noradrenergic system appears to play an important role. Thus, a decrease in the noradrenergic tone, changes in noradrenaline (NA) synthesis, reduction in its turn-over, and modulation of its receptors can induce this disease. On the other hand, estrogens are a wide hormones family with multiple biologic functions which include those related to mood states. Clinical studies suggest that hormonal fluctuations, such as the premenstrual phase, puerperium and perimenopause, are associated with an increase in the vulnerability to depression. Conversely, estrogens have shown antidepressant effects in different preclinical models. Binding and electrophysiology studies suggest that estrogens are able to modulate noradrenergic transmission, through an increase of NA neurons' firing rate, a regulation of noradrenergic receptors and the synthesis and catabolism of this neurotransmitter. Additionally, behavioral studies support the interaction of estrogens with the noradrenergic system. Thus, the purpose of this review is to analyze the participation of noradrenalin, estrogens and their interaction in the treatment of depression in both, clinical and preclinical studies.

La depresión se define como un trastorno del estado de ánimo caracterizado por un estado de tristeza profunda y una pérdida de interés o placer. Este trastorno psiquiátrico afecta al 12% de la población mundial, siendo las mujeres quienes más la padecen. La depresión es una patología compleja, en la que se ha observado que el sistema noradrenérgico cumple un papel importante. Así, una disminución en el tono noradrenérgico, los cambios en la síntesis y el metabolismo de la noradrenalina (NA), así como en la modulación de sus receptores, pueden conducir a un estado depresivo. Por otro lado, los estrógenos son un grupo de hormonas gonadales con diversas funciones fisiológicas, incluidas las que se relacionan con los estados afectivos. Diversos estudios clínicos sugieren que las fluctuaciones hormonales, como la etapa premenstrual, el puerperio y la perimenopausia, se asocian con un aumento en la vulnerabilidad a presentar depresión y se ha demostrado que los estrógenos presentan efectos antidepresivos en diversos modelos conductuales. En estudios electrofisiológicos y de unión de ligando se reporta que los estrógenos son capaces de modular la transmisión noradrenérgica a través de diferentes mecanismos, los cuales incluyen un aumento en la frecuencia de disparo de las neuronas noradrenérgicas, la regulación de la densidad de los receptores noradrenérgicos, así como en los procesos de síntesis y metabolismo de este neurotransmisor. Además, diversos estudios conductuales han aportado información que apoya la participación de los estrógenos en la modulación del sistema noradrenérgico e incluso se ha propuesto que a través de esta vía podrían inducir sus efectos antidepresivos. De esta forma, el propósito de esta revisión es analizar, a nivel clínico y preclínico, la participación de la noradrenalina y de los estrógenos, y la relación entre ambos en el tratamiento de la depresión.

Regulación de la neurogénesis hipocámpica por los estrógenos: su relación con la depresión / Regulation of adult hippocampal neurogenesis by estrogens: relationship to depression

Estrogens produce a wide range of biological effects throughout the body, including the Central Nervous System (CNS). In the brain, besides acting as neuroprotective agents, estrogens play an important role in many neuronal processes and certain psychiatric disorders such as depression. The precise mechanism by which estrogens induce their positive effects on depressive disorders has not been elucidated; however, it is known that estrogens act on the CNS through the activation of specific receptors. These actions occur in genomic and non-genomics mechanisms through the modulation of synthesis and metabolism of neurotransmitters, neuropeptides, neurosteroids and influencing the morphological features of neurons and synaptic function. In addition, it is known that estrogens can act as modulators of processes related to neuroplasticity and neurogenesis. Adult hippocampal neurogenesis is a neuroplastic process that is affected by antidepressant drugs. These drugs increase the number of new neurons following a temporal course that correlates within the time in which antidepressants cause a behavioral improvement in rodents and in humans. Interestingly, whereas the behavioral antidepressant effects require 2-4 weeks to appear, after treatment initiation, estrogen reduce the depressive-like behavior and induce cell proliferation in terms of days. Thus, antidepressant drugs and the estrogens replacement during the adulthood could influence in a similar manner the new neuron formation. Furthermore, recent works have indicated that the combination of antidepressants plus estrogens could exert beneficial actions at lower doses of estrogens (physiological range). This evidence is important due to the combination of non-effective doses of antidepressants plus estrogens could decrease the side-effects of both compounds, and facilitate the behavioral action of antidepressant drugs shortening the latency to onset their action. The present review discusses recent information about the implication of estrogens in depression, and on their effects as positive regulators of new neuron formation in the adult hippocampus. In addition, we will review the possible implication of last effect of estrogens on their antidepressant effects.

Los estrógenos producen una amplia gama de efectos biológicos en todo el cuerpo, incluyendo el Sistema Nervioso Central (SNC). En el cerebro, además de actuar como agentes neuroprotectores, los estrógenos desempeñan un papel importante en la regulación de procesos neuronales constituyéndose así como posibles factores relacionados con la etiología de algunos trastornos neuropsiquiátricos, tales como la depresión. Durante los últimos años se ha generado evidencia de la relación existente entre los niveles fisiológicos de los estrógenos y el desarrollo de episodios depresivos. Por otra parte, los estrógenos tienen un papel importante en la inducción de cambios a nivel de la plasticidad neuronal y de la neurogénesis en el hipocampo adulto. A este respecto se ha observado que los estrógenos regulan el desarrollo, la maduración y la sobrevivencia de las nuevas neuronas en el cerebro adulto, de la misma manera que lo hacen los tratamientos antidepresivos. Los efectos de los estrógenos sobre la neurogénesis y la plasticidad neuronal podrían estar regulados por los receptores a estrógenos, tanto el receptor alfa (REα), como el receptor beta (REβ). Ambos subtipos de receptores se expresan en el hipocampo del cerebro adulto. Así mismo, el hipocampo es una estructura que participa en procesos cognitivos y de memoria y existe evidencia que muestra su participación en la etiología de la depresión y sobre el efecto de los fármacos antidepresivos. La neurogénesis ha sido considerada como un proceso dinámico por medio del cual se forman neuronas funcionales. De tal modo que este proceso también involucra los eventos de sobrevivencia, maduración dendrítica y axonal, así como el establecimiento de conexiones sinápticas para la integración final de las nuevas neuronas en los circuitos neuronales existentes, eventos que son modulados por los fármacos antidepresivos. En el presente artículo se revisa información reciente acerca de los efectos de los estrógenos sobre la depresión y sobre su relación con la neurogénesis hipocámpica.