Estradiol: a hormone with diverse and contradictory neuroprotective actions

Abstract

The concept that estrogens exert important neuroprotective actions has gained considerable attention during the past decade. Numerous studies have provided a deep understanding of the seemingly contradictory actions of estrogens. We realize more than ever that the effects of estrogens (with and without simultaneous or sequential progestins) are diverse and sometimes opposite, depending on the use of different estrogenic and progestinic compounds, on different delivery routes, on different concentrations, on treatment sequence, and on the age and health status of the women who receive hormone therapy. During the past few years, we have gained an increasing appreciation of the impact of estrogens on the immune system and on inflammation. In addition, we have learned that estrogens cannot only protect against cell death, but can also stimulate the birth of new neurons. Here we posit the concept that estrogen's modulation of the immune status may be the basic mechanism that underlies its ability to protect against neurodegeneration and its powerful neuroregenerative actions. We hope that this update will encourage even richer dialogues between basic and clinical scientists to ensure that future clinical studies fully consider the information that can be derived from basic science studies. Only then will we have a better understanding of the impact of hormones on the menopausal and postmenopausal period in a woman's life.

Durante la última década el concepto de que los estrógenos ejercen importantes acciones neuroprotectoras ha ganado considerable atención. Hay numerosos estudios que ban proporcionado una comprensión profunda de las acciones aparentemente contradiciorias de los estrógenos. Actualmente se comprende más que nunca que los efectos de los estrógenos (con y sin progestinas simultáneas o en secuencia) son diversos y algunas veces opuestos. Estos efectos dependen del uso de diferentes compuestos estrogénicos y progestínicos, de las variadas vías de administración, de las diversas concentraciones, de la secuencia de tratamiento y de la edad y esiado de salud de la mujer que recibe la ierapia hormonal. Durante los últimos años, se ha alcanzado una mayor comprensión acerca del impacio de los estrógenos en el sisiema inmune y en la inflamación. Además, se sabe que los estrógenos no sólo pueden proteger contra la muerte celular, sino que también pueden estimular el nacimiento de nuevas neuronas. Se propone que el concepto de la modulación que tienen los estrógenos sobre el sistema inmune puede ser el mecanismo básico que subyace a su capacidad de protección contra la neurodegeneración y sus poderosas acciones neurorregenerativas. Se espera que esta actualización fomente los enriquecedores diálogos entre los cientistas básicos y los clínicos para asegurar que los futuros estudios clínicos consideren muy bien la información que pueda derivasse de estudios de ciencia básica. Sólo entonces se tendrá una mejor comprensión del impacto de las hormonas en el período menopáusico y posimenopáusico en la vida de la mujer.

Ces 10 dernières années, l'idée d'une action neuroprotectrice importante des oestrogènes a retenu particulièrement l'attention. Les actions apparemment contradictoires de ces hormones sont nettement mieux comprises grâce aux nombreuses études cliniques. Nous réalisons plus que jamais que leurs effets (avec ou sans progestatif associé de façon simultanée ou séquentielle) sont variés et parfois opposés, dépendant de l'utilisation des différents composés oestrogéniques ou progestatifs, des différents modes d'administration et concentrations, de la chronologie des traitements, et enfin de l'âge et de l'état de santé des femmes qui reçoivent le traitement hormonal. Ces dernières années, l'appréciation de l'impact des oestrogènes sur le système immunitaire et l'inflammation s'est considérablement étendue. Nous avons appris non seulement qu'ils protégeaient les cellules de l'apopiose, mais qu'ils stimulaient également la production de nouveaux neurones. Nous postulons dans cet article que la modulation oestrogénique de l'état immunitaire pourrait être le mécanisme de base qui sous-tend sa capacité protectrice contre la neurodégénération et sa puissante activité neurorégénératrice. Nous espérons que cette mise à jour encouragera un dialogue plus riche entre des scientifiques cliniciens et fondamentalistes pour s'assurer que les études cliniques futures prendront complètement en compte l'information provenant de la recherche fondamentale. C'est seulement alors que nous comprendrons l'impact des hormones sur la période de ménopause et de post-ménopause dans la vie d'une femme.

Keywords:

• estradiol
• stroke
• estrogen therapy
• menopause
• brain injury
• cell death
• neuroprotection
• neurogenesis
• inflammation
• immune system
• animal model

This work was supported by the NIH: AG02224 (PMW) and NRSAAG27614 (CMB).