Dopamin inhibira neke zaustavne krugove jer ojačava kružna kretanja
Otkrivanje misterije zašto dopamin smrzava Parkinsonove pacijente
CHICAGO - Parkinsonova bolest i ovisnost o drogama polarno su suprotne bolesti, ali obje ovise o dopaminu u mozgu. Parkinsonovi bolesnici nemaju je dovoljno; ovisnici o drogama dobivaju previše. Iako je važnost dopamina u tim poremećajima dobro poznata, način na koji djeluje bio je misterij.
Novo istraživanje Medicinskog fakulteta Feinberg sa sveučilišta Northwestern otkrilo je da dopamin jača i slabi dva primarna kruga u mozgu koji kontroliraju naše ponašanje. To pruža novi uvid u to zašto poplava dopamina može dovesti do kompulzivnog, ovisničkog ponašanja, a premalo dopamaina može Parkinsonove bolesnike ostaviti smrznutima i nesposobnima za kretanje.
"Studija pokazuje kako dopamin oblikuje dva glavna kruga mozga koji kontroliraju kako odlučujemo djelovati i što se događa u tim bolestima", rekao je D. James Surmeier, glavni autor i profesor Nathan Smith Davis i predsjedavajući fiziologije na Feinbergova škola. Rad je objavljen u izdanju časopisa Science od 8. kolovoza.
Ova dva glavna kruga mozga pomažu nam da odlučimo hoće li djelovati po želji ili ne. Primjerice, da li sišete s kauča i odvezete se u prodavaonicu zbog ledene šašice piva u vruću ljetnu noć, ili jednostavno ležite na kauču?
Jedan krug je "zaustavni" krug koji vam sprječava da djelujete na želju; drugi je krug "kreni" koji vas provocira na akciju. Ti se krugovi nalaze u striatumu, području mozga koje misli pretvara u akcije.
U istraživanju, istraživači su ispitali snagu sinapsi koje povezuju moždanu korteks, regiju mozga uključenu u percepciju, osjećaje i misli, do striatuma, doma zaustavnih i odlaznih krugova koji odabiru ili sprječavaju djelovanje.
Znanstvenici su električnim putem aktivirali kortikalna vlakna kako bi simulirali naredbe pokreta i povećali prirodnu razinu dopamina. Ono što se dalje dogodilo iznenadilo ih je. Kortikalne sinapse koje su se spajale na krug "kreni" postale su jače i snažnije. Istodobno, dopamin je oslabio kortikalne veze u krugu "zaustavljanja".
"Ovo bi moglo biti ono što leži u osnovi ovisnosti", rekao je Surmeier. „Dopamin koji se oslobađa od droga dovodi do abnormalnog jačanja kortikalnih sinapsi koje pokreću striatalne„ go “krugove, dok slabljenje sinapsi na suprotnim„ stop “krugovima. Kao rezultat toga, kada se dogode događaji povezani s uzimanjem droga - gdje ste uzeli drogu i što ste osjećali, postoji nekontrolirana želja za odlaskom i traženjem droge. "
"Sve naše akcije u zdravom mozgu uravnotežene su nagonom da se nešto učini i nagonom da se zaustavi", rekao je Surmeier. „Naš rad sugerira da nije samo jačanje moždanih krugova pomaganje u odabiru radnji presudno za učinke dopamina, nego i slabljenje veza koje omogućuju i nama da prestanemo. "
U drugom dijelu eksperimenta znanstvenici su stvorili životinjski model Parkinsonove bolesti ubijanjem dopaminskih neurona. Zatim su pogledali što se dogodilo kad su simulirali kortikalne naredbe za kretanje. Rezultat: veze u krugu "zaustavljanja" su ojačane, a veze u krugu "idi" oslabljene.
"Studija rasvjetljava zašto Parkinsonovi pacijenti imaju problema s obavljanjem svakodnevnih zadataka, poput pružanja ruke preko stola kako bi uzeli čašu vode kad su žedni", rekao je Surmeier.
Surmeier je fenomen objasnio analogijom automobila. "Naše istraživanje sugerira da nemogućnost kretanja kod Parkinsonove bolesti nije pasivan proces poput automobila koji ostaje bez goriva", rekao je. “Umjesto toga, automobil se ne miče jer vam je noga zaglavljena na kočnici. Dopamin vam obično pomaže prilagoditi pritisak na papučicu kočnice i plina. Pomaže vam naučiti da kada na raskrižju vidite crveno svjetlo, kočite i kad se upali zeleno svjetlo, maknete nogu s kočnice i pritisnete papučicu za gas. Pacijentima s Parkinsonovom bolešću, koji su izgubili neurone koji oslobađaju dopamin, stopalo je stalno zaglavljeno na kočnici. "
Razumijevanje osnova za ove promjene u moždanim krugovima približava znanstvenike novim terapijskim strategijama za kontrolu ovih moždanih poremećaja i drugih koji uključuju dopamin poput šizofrenije, Touretteova sindroma i distonije.
Studija: Dihotomna dopaminergička kontrola strimatske plastičnosti
Znanost 8 kolovoz 2008:
Sv. 321. br. 5890, str. 848 - 851
DOI: 10.1126 / science.1160575
Weixing Shen, 1 Marc Flajolet, 2 Paul Greengard, 2 D. James Surmeier1 *
U sinapsama između kortikalnih piramidalnih neurona i glavnih striatalnih medijumskih neurona (MSN), postsinaptički D1 i D2 dopaminski (DA) receptori pretpostavljaju se neophodnima za indukciju dugoročne potencijacije i depresije - oblici plastičnosti za koje se smatra da su osnova asocijativne učenje. Budući da su ovi receptori ograničeni na dvije različite MSN populacije, ovaj postulat zahtijeva da sinaptička plastičnost bude jednosmjerna u svakom tipu stanica. Korištenjem moždanih kriški transgenih miševa s DA receptorima pokazujemo da to nije slučaj. Umjesto toga, DA igra komplementarne uloge u ove dvije vrste MSN-a kako bi osigurala da sinaptička plastičnost bude dvosmjerna i hebbska. U modelima Parkinsonove bolesti, ovaj je sustav izbačen iz ravnoteže, što dovodi do jednosmjernih promjena u plastičnosti koje bi mogle biti temelj mrežne patologije i simptoma.
;