Znajdź zawartość

Międzynarodowy zespół naukowców wykazał, że neurony, w których zachodzi ekspresja receptora dopaminowego D2 (D2R), wykazują w zależności od lokalizacji w prążkowiu różne cechy molekularne i funkcje. Badania na modelu mysim otwierają drogę do opracowania lepszych metod terapii chorób, w przypadku których poziom dopaminy jest zmieniony, np. schizofrenii czy choroby Parkinsona. Prążkowie (łac. striatum) to obszar mózgu zaangażowany m.in. w kontrolę motoryczną, tworzenie nawyków, podejmowanie decyzji, motywację czy wzmocnienie. Jego dysfunkcje powiązano z różnymi zaburzeniami neurologicznymi i psychiatrycznymi. Jednym z najważniejszych neuroprzekaźników w prążkowiu jest dopamina; jej działanie zależy od rodzaju receptora, z którym się zwiąże. Badanie, którego wyniki ukazały się w piśmie Nature Communications, koncentrowało się na receptorach dopaminowych D2. Akademicy wykazali, że wbrew oczekiwaniom, nie wszystkie neurony z ekspresją D2 w prążkowiu mają tę samą tożsamość molekularną czy funkcję. Kluczem jest ich lokalizacja neuroanatomiczna. Zespół zidentyfikował setki nowych regionospecyficznych markerów molekularnych, które można będzie wykorzystać do celowania w pewne subpopulacje. Uzyskane rezultaty pokazują, że istnieje znacząca molekularna i funkcjonalna heterogeniczność populacji neuronalnych prążkowia. Jeśli je lepiej poznamy, może nam się udać osiągnąć lepszą wybiórczość podczas projektowania terapii na choroby, w przypadku których poziom dopaminy jest zmieniony - podkreśla Emma Puighermanal-Puigvert z Instytutu Neuronauk Uniwersytetu Autonomicznego w Barcelonie. Naukowcy sprawdzali, jakie geny ulegają ekspresji w neuronach z D2R występujących w dwóch regionach prążkowia: 1) prążkowiu brzusznym (ventral striatum), składającym się głównie z jądra półleżącego i 2) grzbietowym. Stwierdzono spore różnice. W zależności od lokalizacji, ekspresji ulegają inne białka, co zmienia cechy i funkcje neuronów. W ramach studium naukowcy skupili się na zlokalizowanych głównie w jądrze półleżącym neuronach, w których zachodzi ekspresja białka WFS1. Analizowano wpływ delecji ich D2R. Okazało się, że myszy po knock-oucie znacznie mniej kopały; jest to wrodzone zachowanie, przejawiane przez wiele gatunków podczas poszukiwania i gromadzenia pokarmu czy chowania się przed drapieżnikami. Dodatkowo stwierdzono, że takie zwierzęta wykazywały silniejszą reakcję hiperlokomotoryczną, gdy poziom dopaminy wzrastał po podaniu amfetaminy. Wg ekipy, to sugeruje, że receptory D2 z neuronów WFS1 pełnią kluczową rolę w odpowiedzi na psychostymulanty. « powrót do artykułu

Dopamina, serotonina, adrenalina... Od ich właściwych proporcji zależy płynne funkcjonowanie ludzkiego mózgu. Zaburzenia oznaczają choroby. Dlatego tak ważne jest, by umieć wykrywać takie zaburzenia jak najwcześniej. Zanim jeszcze pojawią się widoczne objawy. Można to będzie robić szybko, prosto i tanio, dzięki pracy zespołu pod kierunkiem prof. Martina Jönsson-Niedziółki z IChF PAN. Dążymy do tego, żeby wykrywać neuroprzekaźniki w jak najniższych stężeniach i bez dodatkowego przygotowania próbki - opowiada autorka pracy opublikowanej w Analytical Chemistry, mgr Magdalena Kundys-Siedlecka. W pracy, którą właśnie opublikowaliśmy, udowodniłam, że w mysim serum (czyli krwi bez czerwonych krwinek) potrafię wykryć serotoninę w stężeniu tak niskim, jakie można znaleźć fizjologicznie. Serotonina bywa nazywana hormonem szczęścia, zasadne wydało się zatem pytanie, czy chodziło o stężenie u myszy szczęśliwych czy nieszczęśliwych? Wydaje mi się, że badane przez nas myszy były takie... zwyczajne – uśmiecha się szef pracowni, prof. Martin Jönsson-Niedziółka - ani szczęśliwe, ani nieszczęśliwe, a poziom serotoniny u nich statystycznie wyrównany. A skąd w ogóle pomysł na taką metodę? Po pierwsze - chcieliśmy wykrywać wiele neuroprzekaźników równocześnie, w tej samej próbce - tłumaczy Magdalena Kundys. Po drugie – w niskich, fizjologicznych stężeniach, co pozwoliłoby wcześnie wykryć ewentualną chorobę. Po trzecie – w jak najmniej przetworzonej próbce: pobrać krew, ślinę, albo np. płyn mózgowo-rdzeniowy i bez dodatkowych przygotowań te neuroprzekaźniki tam ujawnić. Mówi się np., że choroba Alzheimera jest wywoływana przez niedobór dopaminy w konkretnych rejonach mózgu, ale w rzeczywistości mechanizmy chorobowe są dużo bardziej skomplikowane. Zwykle nie decyduje nadmiar lub niedobór tylko jednego neuroprzekaźnika, lecz raczej niewłaściwa ich mieszanina. Jeśli uda się dowiedzieć, jakie są stężenia różnych związków w jednej próbce, pobranej w tym samym momencie, z tego samego miejsca, można o wiele precyzyjniej wypowiadać się o tym, co tak naprawdę jest przyczyną takich czy innych objawów chorobowych. Jak naszym naukowcom udało się tego dokonać? Kluczem jest wirowanie próbki na elektrodzie. Dzięki temu wymuszany jest szybszy transport masy. Zwiększamy wielokrotnie wydajność reakcji i przyspieszamy pomiar - chwali się mgr Kundys-Siedlecka. Limit detekcji jest ekstremalnie niski. Jesteśmy przy tym w stanie wykryć wszystkie neuroprzekaźniki, które są elektrochemicznie aktywne, czyli podlegają procesom utleniania i redukcji. Ja pokazuję, jak jednocześnie oznaczać dwa z nich: dopaminę i serotoninę. Muszę dodać, że dopaminę identyfikujemy bez pudła, choć jest bardzo podobna do innych: adrenaliny, noradrenaliny i jeszcze paru katecholamin - uśmiecha się badaczka. Można by porównać te działania do szukania trawy w trawie. Próbka jest wielką łąką, a my chcemy na niej znaleźć, powiedzmy, kłosownicę wśród turówki. I to się udaje! To możliwe tylko dzięki dobrze zmodyfikowanym elektrodom, które odseparowują sygnały od różnych neuroprzekaźników. Oczywiście pomiar we krwi pozwala tylko na bardzo przybliżone określenie stężeń. Przecież wiadomo, że neuroprzekaźniki są wydzielane w różnych obszarach mózgu, a także poza mózgiem. Np. jeśli dany neuroprzekaźnik jest wydzielany w nerkach, to jego stężenie w moczu będzie inne niż we krwi czy łzach. W kolejnym etapie badań chcielibyśmy sprawdzić, czy nasza metoda tak samo precyzyjnie wykrywa neuroprzekaźniki we krwi człowieka, jak robi to u myszy - opowiada badaczka. Jeśli to się potwierdzi, będzie można pobierać od pacjenta mniej krwi –wystarczy praktycznie kropla (70 mikrolitrów), by oznaczyć wiele takich substancji, a dążymy do tego, by wykrywać jeszcze niższe stężenia, co dawałoby możliwość oznaczania np. dopaminy w płynach innych niż krew, takich, które w ogóle nie bolą przy pobieraniu. Serotoninę umiemy już wykrywać w stężeniach podobnych do ludzkich - precyzuje prof. Jönsson-Niedziółka. Z dopaminą – najciekawszym z neuroprzekaźników – jeszcze się nam nie udaje, a inne mają tak niskie stężenia, że potrzebujemy modyfikacji powierzchni elektrodowej, a zapewne i całej metody, żeby z dużym prawdopodobieństwem powiedzieć, że wykrywamy je w nieprzygotowanej próbce. Wiemy natomiast, że przy wyższych stężeniach umiemy już odseparować sygnały serotoniny i dopaminy w tej samej próbce. Nasza metoda to dwie korzyści dla każdego szpitala, który zechce ją zastosować: po pierwsze, czas – w przypadku serotoniny to najszybsza znana metoda wykrywania, od pobrania do wyniku upływa mniej niż godzina; no, chyba że próbkę trzeba przewieźć” – precyzuje profesor. „Po drugie, koszt – metoda jest tania, a sprzęt może obsługiwać technik laborant po krótkim przeszkoleniu. Wymagana jest głównie cierpliwość – uśmiecha się mgr Kundys-Siedlecka. Pozostaje czekać, aż efekty badań zespołu IChF PAN trafią pod szpitalne strzechy, pomogą poznać mechanizmy rozwoju takich chorób, jak depresja czy alzheimer i usprawnią ich leczenie. « powrót do artykułu

Ustalono, co dzieje się w mózgu w sytuacji dania za wygraną/poddania. Chwilę wcześniej bardzo aktywne stają się neurony nocyceptynowe/orfaninowe (N/OFQ). N/OFQ hamuje zaś dopaminę, czyli neuroprzekaźnik związany z motywacją. Neurony N/OFQ są zlokalizowane w pobliżu obszaru mózgu zwanego polem brzusznym nakrywki (ang. ventral tegmental area, VTA). W VTA znajdują się neurony, które podczas przyjemnych aktywności uwalniają dopaminę. Naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtońskiego poświęcili 4 lata na badanie roli nocyceptyny/orfaniny w regulacji motywacji. Ważnym odkryciem jest to, że oddziałując na VTA, duże, złożone neuroprzekaźniki, neuropeptydy, silnie wpływają na zachowanie zwierząt - podkreśla Christian Pedersen. Autorzy artykułu z pisma Cell dodają, że odkrycie może pomóc w stworzeniu terapii motywacyjnej dla chorych z depresją czy metod obniżania motywacji do określonych działań u osób z uzależnieniami. Amerykanie prowadzili eksperymenty na myszach. By uzyskać sacharozę, zwierzęta musiały szturchać port pyskiem. Najpierw wystarczył raz, potem trzeba było stukać dwa, pięć razy itp. Ostatecznie wszystkie gryzonie się poddały. Zapis aktywności neuronów pokazał, że neurony frustracji stawały się najbardziej aktywne, gdy myszy przestawały poszukiwać sacharozy. U ssaków obwody neuronalne odpowiedzialne za poszukiwanie nagrody są regulowane przez mechanizmy homeostazy. Dzikie zwierzęta są słabiej motywowane do poszukiwania nagrody w środowiskach ubogich w zasoby. Uporczywe poszukiwanie nagrody może być bowiem niekorzystne ze względu na narażanie się na ataki drapieżników czy wydatkowanie energii. U ludzi deficyty tych procesów regulacyjnych mogą się manifestować jako dysfunkcje behawioralne, np. depresja, uzależnienie czy zaburzenia odżywiania. « powrót do artykułu