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Effects of the Aromatase Inhibitor R76713 on Sexual Differentiation of Brain and Behavior in Zebra Finches

Jacques Balthazart, Phillipe Absil, Veronique Fiasse and Gregory F. Ball
Behaviour
Vol. 131, No. 3/4 (Dec., 1994), pp. 225-260
Published by: Brill
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/4535240
Page Count: 36
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Effects of the Aromatase Inhibitor R76713 on Sexual Differentiation of Brain and Behavior in Zebra Finches
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Abstract

Neonatal estradiol injections masculinize both the singing behavior and some morphological aspects of the song control nuclei in female zebra finches (Taeniopygia guttata), but there is to date no physiological evidence that estrogens are responsible for the differentiation of song and the song control nuclei in male zebra finches during normal ontogeny. Injections of estrogen into young males demasculinizes their copulatory behavior, so that it is difficult to understand how the same endocrine environment could simultaneously masculinize song and demasculinize copulation. Attempts to block early estrogen action in males have resulted in a paradoxical hypermasculinization of several aspects of the song control nuclei. In the present experiment, we tried to evaluate the role played by estrogens during zebra finch differentiation by blocking their secretion with the non-steroidal aromatase inhibitor, R76713 or racemic vorozole. Zebra finches received at 2-3 days post-hatch one Silastic implant filled with R76713 or left empty as a control. Implants were left in place until about 45 days of age and birds were then gonadectomized. At the age of 105 days, all birds received a Silastic implant filled with T and, starting two weeks later, they were repeatedly tested for singing and copulatory behavior during a period of 3 weeks. They were then perfused and their brains were analyzed by histological methods to measure the volume of the song control nuclei, HVc, RA, area X and MAN. Treatment with R76713 significantly decreased (± 50%) the number of song bouts produced by the birds but did not affect the copulatory behavior of the males. The behavior of females was not changed by the aromatase inhibitor and, in particular, no increase in mounting behavior was seen in the treated females. The presence of a strong sex dimorphism in the size of all 4 song control nuclei was confirmed but no significant effect of R76713 on these measures could be detected. These data are therefore consistent with the idea that estrogens are implicated in the differentiation of singing behavior in the zebra finch but the small amplitude of the behavioral effect observed and the absence of morphological effect suggest that either other factors also play a major role at this level or that higher doses or longer treatments with the aromatase blocker should be tested. /// L'injection d'œstradiol à de jeunes moineaux mandarins femelles (Taeniopygia guttata) masculinise le chant ainsi que diverses caractéristiques morphologiques des noyaux du cerveau qui contrôlent ce comportement. Il n'existe cependant pas, à l'heure actuelle, de données physiologiques démontrant que les œstrogènes sont effectivement responsables de la différenciation du chant et des noyaux cérébraux correspondants pendant l'ontogenèse normale de mâles non traités. On a montré par ailleurs que l'injection d'œstrogènes à de jeunes mâles démasculinise leur comportement copulatoire de sorte qu'il est difficile de comprendre comment un même environnement hormonal pourrait simultanément masculiniser le chant et démasculiniser la copulation. De plus, les tentatives expérimentales de blocage de l'action des œstrogènes chez de jeunes mâles ont toutes conduit à une hyper-masculinisation paradoxale des noyaux cérébraux qui contrôlent le chant. Dans le présent travail, nous avons tenté d'évaluer le rôle joué par les œstrogènes pendant la différentiation sexuelle des moineaux mandarins en bloquant leur sécrétion à l'aide d'un inhibiteur non-stéroïdien de l'activité de l'aromatase (ou œstrogène synthétase), le R76713 ou Vorozole racémique. De jeunes moineaux mandarins ont reçu à l'age de 2-3 jours après l'éclosion un implant Silastique rempli de R76713 ou laissé vide comme contrôle. Ces implants ont été laissés en place jusqu'à l'age d'environ 45 jours et à ce moment, tous les oiseaux ont été gonadectomisés. A l'age de 105 jours, les oiseaux ont reçu un implant Silastique rempli de testostérone et ont ensuite été testés pour quantifier leur chant et leur comportement copulatoire. Ces tests ont commencé deux semaines après le début du traitement par la testostérone et ont duré un total de trois semaines. Les animaux ont alors été perfusés et leur cerveau a été analysé par des méthodes histologiques classiques pour déterminer les volumes de noyaux de contrôle du chant, HVc, RA, X et MAN. Le traitement néonatal par le R76713 a diminué significativement (± 50%) le nombre des chants produits par les mâles dans les conditions de test mais il n'a pas affecté leur comportement copulatoire. Le comportement des femelles n'a pas non plus été modifié par l'inhibiteur d'aromatase et, en particulier, aucune augmentation du comportement copulatoire n'a été notée. La présence d'un dimorphisme sexuel dans le volume des noyaux du chant étudiés a été confirmée mais aucun effet significatif du traitement néonatal n'a été détectée à ce niveau. Ces données sont en accord avec l'idée selon laquelle les œstrogènes seraient impliqués dans la différentiation du comportement de chant du moineau mandarin mais la faible amplitude de l'effet comportemental observé et l'absence d'effets morphologiques suggère que d'autres facteurs jouent également un rôle clé à ce niveau ou que des doses plus importantes dínhibiteur éventuellement administrées pendant une période plus longue devraient être utilisées pour obtenir un effet expérimental plus marqué.

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