streszczenie: Oktopamina, główny neuroprzekaźnik odpowiedzialny za reakcję „walki lub ucieczki” u bezkręgowców, może komunikować się z komórkami mózgowymi ssaków, aby zapobiegać śmierci komórki.
Wprowadzając oktopaminę do hodowli astrocytów, naukowcy odkryli, że stymuluje ona produkcję mleczanu, co zwiększa przeżywalność komórek, a to odkrycie może prowadzić do przyszłych metod leczenia chorób neurodegeneracyjnych.
Badanie stawia również pytania dotyczące roli oktopaminy w zdrowym umyśle i jej wpływu na uczenie się, pamięć i starzenie.
źródło: Uniwersytet Północno-Zachodni
Naukowcy z Northwestern Medicine odkryli, w jaki sposób oktopamina, kluczowy neuroprzekaźnik „walcz lub uciekaj” u bezkręgowców, komunikuje się z innymi komórkami w mózgach ssaków, aby zapobiec śmierci komórki, zgodnie z badaniem opublikowanym w czasopiśmie Obrady Narodowej Akademii Nauk.
Chociaż oktopamina jest nadal obecna w mózgu ssaków w śladowych ilościach, jej funkcję zastąpiła epinefryna. Od dawna uważana za pozostałość ewolucyjną u ssaków, rola oktopaminy w ludzkim mózgu nie była wcześniej dobrze poznana.
W bieżącym badaniu naukowcy najpierw postanowili zrozumieć, w jaki sposób astrocyty, które stanowią większość komórek w ośrodkowym układzie nerwowym człowieka, przyczyniają się do dysfunkcji mózgu w chorobach neurodegeneracyjnych. W hodowlach astrocytów z kory mózgowej myszy naukowcy odkryli, że wprowadzenie oktopaminy na pewnych poziomach uruchomiło produkcję mleczanu w astrocytach, co sprzyja przeżywalności komórek.
powiedziała dr Gabriela Carafio Pesso, adiunkt na Wydziale Neurologii Kane’a i Ruth Dave, Oddział Zaburzeń Ruchowych.
„Pomyśl o tym jak o sygnale alarmowym; zestresowane neurony wysyłają ten sygnał do astrocytów, aby wysłać im energię, aby wysłać mleczan. Na odpowiednim poziomie oktopamina pozwala astrocytom odczytać ten sygnał alarmowy i zacząć wytwarzać energię, która chroni komórki przed śmiercią z niedoboru ATP. Gdyby tak było. Jest za dużo oktopaminy, to trochę jak dym przeszkadzający SOS. Astrocyty nie mogą tego odczytać.
Carafio-Pizzo powiedział, że odkrycia mogą pomóc w zidentyfikowaniu przyszłych metod leczenia choroby Alzheimera, choroby Parkinsona i choroby afektywnej dwubiegunowej, z których wszystkie są powiązane z nieuregulowanymi poziomami oktopaminy w mózgu.
„Mleczan był postrzegany jako produkt odpadowy przez długi czas. Ale okazuje się, że tak nie jest, jest to bardzo ważne paliwo, którego komórki nerwowe potrzebują, aby przełączyć się na wyższe formy energii” – powiedział Carafio Peso. „Uważamy, że jest to ważne, ponieważ może wpływać na inne choroby, ponieważ zmienia poziom oktopaminy, w tym chorobę Alzheimera i zaburzenia psychiczne”.
Idąc dalej, Bezo i jej współpracownicy mają nadzieję lepiej zrozumieć, jak oktopamina działa na zdrowe mózgi.
„Chcemy teraz wiedzieć, czy dzieje się to tylko w warunkach podobnych do choroby? A może oktopamina odgrywa rolę w warunkach fizjologicznych, takich jak uczenie się i pamięć, gdzie neurony również doświadczają wysokiego zapotrzebowania na energię?”, powiedział Caravio-Pizzo.
„Biorąc pod uwagę, że oktopamina może wykorzystać metabolizm mleczanu w astrocytach, jesteśmy również zainteresowani zrozumieniem roli metabolizmu mleczanu w mózgu w kontekście pamięci, uczenia się i starzenia”.
O tych badaniach w Neuroscience News
autor: Oliwia Demer
źródło: Uniwersytet Północno-Zachodni
Komunikacja: Olivia Deamer – Northwestern University
zdjęcie: Zdjęcie z Neuroscience News
Oryginalne wyszukiwanie: otwarty dostęp.
„Oktopamina metabolicznie przeprogramowuje astrocyty, aby nadać neuroprotekcję przeciwko α-synukleinieAndrew Shum i in. PNAS
podsumowanie
Oktopamina metabolicznie przeprogramowuje astrocyty, aby nadać neuroprotekcję przeciwko α-synukleinie
Oktopamina jest dobrze znanym neuroprzekaźnikiem u bezkręgowców zaangażowanym w reakcję walki lub ucieczki. U ssaków jej funkcję zastąpiła epinefryna. Jednak jest obecny w śladowych ilościach i może modulować uwalnianie neuroprzekaźników monoaminowych przez jeszcze nieokreślony mechanizm.
Tutaj, poprzez multidyscyplinarne podejście wykorzystujące modele α-synukleinopatii in vitro i in vivo, zbadaliśmy bezprecedensową rolę oktopaminy w kierowaniu przejściem od astrocytów ekscytotoksycznych do neuroprotekcyjnych w korze mózgowej poprzez promowanie tlenowej glikolizy.
Fizjologiczne poziomy oktopaminy pochodzącej z neuronów działają na astrocyty poprzez receptor wiążący aminy 1 – Orai1-Ca.2+Szlak sygnałowy, w którym pośredniczy kalcyneuryna w celu stymulacji wydzielania mleczanu.
Zwiększa wychwyt mleczanu do neuronów poprzez transporter monokarboksylanowy 2 – zależny od kalcyneuryny szlak ATP i zapobiega neurodegeneracji. Patologiczne wzrosty oktopaminy indukowane przez α-synukleinę zatrzymują produkcję mleczanu w astrocytach i powodują zwarcie metabolicznej komunikacji neuronów.
Nasza praca zapewnia wyjątkową funkcję oktopaminy jako modulatora metabolizmu astrocytów i późniejszej neuroprotekcji z implikacjami dla upośledzeń alfa-synukleiny.
„Podróżujący ninja. Rozrabiaka. Badacz bekonów. Ekspert od ekstremalnych alkoholi. Obrońca zombie.”
