Seasonal cerebral plasticity in two hamster species: the Djungarian hamster (Phodopus sungorus) and the Syrian hamster (Mesocricetus auratus)

L’alternance des saisons est un phénomène astronomique et périodique qui a pour effet de changer les paramètres environnementaux. Par conséquent, les animaux, doivent s’adapter à ces variations en modifiant, par exemple leur poids, leur pelage, ou la période de reproduction. Les animaux utilisent la longueur du jour (la photopériode) pour synchroniser ces fonctions avec les saisons. Les variations jour/nuit sont perçues par le cerveau et transmises à la glande pinéale qui va sécréter la mélatonine uniquement pendant la nuit. Le signal mélatoninergique va diffuser dans l’ensemble de l’organisme dont le cerveau et l’axe hypothalamo-hypophysaire. Les neurones de l’hypothalamus sécrètent le GnRH (gonadotropin-releasing hormone) qui va activer les cellules gonadotropes de l’hypophyse permettant ainsi la libération de la FSH (follicle-stimulating hormone) et de la LH (luteinizing hormone). Ces deux hormones vont réguler la gamétogenèse et la synthèse des hormones sexuelles au niveau des gonades. Les changements saisonniers de la sécrétion de la mélatonine aboutissent donc au repos sexuel de l’animal en hiver. Ces changements saisonniers de l’activité reproductrice affectent donc les niveaux des stéroïdes sexuels circulants. Les stéroïdes sexuels vont rétroagir sur les structures hypothalamiques et extrahypothalamiques. Dans ce contexte, nous avons étudié les effets de ces deux hormones, régulées de façon saisonnière, sur le cerveau, chez deux espèces d’hamsters. Ces travaux ont permis de mettre en évidence des phénomènes de plasticité neuronale et gliale structurale ou neurochimique contrôlés par les deux principaux médiateurs des saisons, la mélatonine et les stéroïdes sexuels.The alternation of seasons is an astronomical and periodical phenomenon which induces changes in environmental parameters. As a consequence, animals have to adapt to these variations and for that different strategies have been developed to save energy in winter, such as variations in body weight, fur or reproductive period. Animals use photoperiod (i.e. day length) to synchronise these functions to the seasons. To decode photoperiod and adapt their physiology and behaviour, mammals rely on their photoneuroendocrine system, which includes the pineal gland and its rhythmic release of melatonin. Melatonin secretion occurs exclusively at night, and transmits the photoperiodic information to the rest of the body including the brain, and the hypothalamo-hypophyseal axis. Neurones in the hypothalamus secrete GnRH (gonadotropin-releasing hormone) which will activate the gonadotropes in the pituitary gland to produce and release FSH (follicle-stimulating hormone) and LH (luteinizing hormone). These hormones will stimulate gametogenesis and the synthesis of sex steroids at the level of the gonads. We know that the lenghtening melatonin signal towards winter leads to reproductive quiescence. Also sex steroids can feedback on the hypothalamic and extrahypothalamic structures. Accordingly, the general goal of this work was to study the effects of these two photoperiodically regulated hormones, on the brain, in two hamster species. Our results showed evidences of neuronal and glial structural or neurochemical plasticity controlled by the principal mediators of seasons, melatonin and sex steroids