The role of estrogen and progesterone, administered alone and in combination, in modulating cytokine concentration following traumatic brain injury

Cytokines play an important role in the pathophysiology of traumatic brain injury (TBI). This study was designed to determine the effects of administering progesterone (P) and estrogen (E), alone and in combination, on brain water content, blood-brain barrier (BBB) disturbance, and brain level of cytokines following diffuse TBI. Ovariectomized rats were divided into 9 groups, treated with vehicle, E1, E2, P1, P2, E1+P1, E1+P2, E2+P1, and E2+P2. Levels of BBB disruption (5 h), cytokines, and water content (24 h) were evaluated after TBI induced by the Marmarou method. Physiological (E1 and P1) and pharmacological (E2 and P2) doses of estrogen and progesterone were administered 30 min after TBI. Water content in the E1+P2-treated group was higher than in the E1-treated group. The inhibitory effect of E2 on water content was reduced by adding progesterone. The inhibitory effect of E1 and E2 on Evans blue content was reduced by treatment with E1+P1 and E2+P2, respectively. The brain level of IL-1β was reduced in E1 and E2, after TBI. In the E2+P2-treated group, this level was higher than in the E2-treated group. The brain level of TGF-β was also elevated by the administration of progesterone and estrogen alone, and reduced when the hormones were administered in combination. In conclusion, a combined administration of progesterone and estrogen inhibited the decreasing effects of administration of progesterone and estrogen alone on water content and BBB disruption that mediated to change the proinflammatory cytokines.

Les cytokines jouent un rôle important dans la pathophysiologie de la lésion cérébrale traumatique (TCC). La présente étude a eu pour but de déterminer les effets de l’administration de progestérone (P) ou d’œstrogène (E), séparément ou en association, sur la teneur en eau, l’altération de la barrière hémato-encéphalique (BHE) et le taux de cytokines dans le cerveau après une TCC diffuse. On a divisé des rats ovariectomisés (OVX) en 9 groupes : véhicule, E1, E2, P1, P2, E1+P1, E1+P2, E2+P1 et E2+P2. On a évalué les taux d’altération de la BHE (5 h), les taux de cytokines et la teneur en eau (24 h) après une TCC induite par la méthode Marmarou. On a administré des doses physiologiques (E1 et P1) et pharmacologiques (E2 et P2) d’œstrogène et de progestérone 30 min après la TCC. La teneur en eau a été plus élevée chez E1+P2 que chez E1. L’effet inhibiteur de E2 sur la teneur en eau a été atténué par l’ajout de progestérone. L’effet inhibiteur de E1 et de E2 sur la teneur en bleu d’Évans a été diminué par E1+P1 et E2+P2 respectivement. Le taux cérébral d’IL-1β a diminué chez E1 et E2 après la TCC. Ce taux a été plus élevé chez E2+P2 que chez E2. Le taux cérébral de TGB-β a aussi été augmenté par l’administration séparée de progestérone et d’œstrogène, et diminué par l’administration combinée des hormones. Ainsi, l’administration combinée de progestérone et d’œstrogène a inhibé les effets décroissants de l’administration séparée de progestérone et d’œstrogène sur la teneur en eau et l’altération de la BHE, et conduit aux modifications des cytokines proinflammatoires.