A dopamin gátolja bizonyos stop áramköröket, mivel megerősíti az áramköröket
Megoldja a rejtélyt arról, hogy a dopamin miért fagyasztja meg a Parkinson-kórban szenvedőket
CHICAGO - A Parkinson-kór és a kábítószer-függőség poláris ellentétes betegségek, de mindkettő az agy dopaminjától függ. A Parkinson-kórban szenvedő betegeknél nincs elég; a drogosok túl sokat kapnak belőle. Noha a dopamin jelentősége ezekben a rendellenességekben közismert volt, a működése rejtély.
Az Északnyugati Egyetem Feinberg Orvostudományi Karának új kutatása feltárta, hogy a dopamin erősíti és gyengíti az agy két elsődleges áramkörét, amely irányítja a viselkedésünket. Ez új betekintést nyújt abba, hogy a dopamináradat miért vezethet kényszeres, addiktív viselkedéshez, és a túl kevés dopamain fagyottá és mozgásképtelenné teheti a Parkinson-kórban szenvedő betegeket.
"A tanulmány megmutatja, hogy a dopamin hogyan formálja az agy két fő áramkörét, amelyek befolyásolják, hogyan cselekedjünk, és mi történik ezekben a betegségekben" - mondta D. James Surmeier, vezető szerző, Nathan Smith Davis professzor és a fiziológia elnöke Feinberg iskola. A cikk a Science folyóirat augusztus 8-i számában jelent meg.
Ezek a két agyi áramkör segítenek eldönteni, hogy cselekszünk-e vágyat, vagy sem. Például kijön a kanapén, és egy forró nyári éjszakán egy jeges, hat csomagos sörhöz vezethet, vagy csak feküdjön a kanapén?
Az egyik áramkör egy „stop” áramkör, amely megakadályozza, hogy egy vágyra cselekedj; a másik egy „go” áramkör, amely cselekvésre késztet. Ezek az áramkörök a striatumban helyezkednek el, az agy azon régiójában, amely a gondolatokat cselekvéssé alakítja.
A tanulmányban a kutatók megvizsgálták az agykéreg, az észlelésben, az érzésekben és a gondolkodásban részt vevő agy régióját összekötő szinapszisok erősségét, a stop és a go áramkörök otthonát, amelyek kiválasztják vagy megakadályozzák az akciót.
A tudósok elektromosan aktiválták a kérgi rostokat, hogy szimulálják a mozgásparancsokat, és emelték a dopamin természetes szintjét. Ami ezután történt, meglepte őket. A „go” áramkörhöz csatlakozó kérgi szinapszisok erősebbé és erősebbé váltak. Ugyanakkor a dopamin gyengítette a kortikális kapcsolatokat a „stop” áramkörben.
"Ez lehet az oka a függőségnek" - mondta Surmeier. „A drogok által felszabadított dopamin a kortikális szinapszisok rendellenes megerősödéséhez vezet a striatális„ go ”áramkörök hajtásához, míg a szinapszisok gyengülése az ellentétes„ stop ”áramköröknél. Ennek eredményeként, amikor a kábítószer-fogyasztással összefüggő események bekövetkeznek - hol szedte a kábítószert, mit érzett - kontrollálhatatlan törekvés van a kábítószer-keresésre. ”
"Az egészséges agyban végzett összes cselekedetünket egyensúlyba hozza a késztetés valamire és a késztetés a megállításra" - mondta Surmeier. „Munkánk azt sugallja, hogy nemcsak a kiválasztott cselekvéseket segítő agyi áramkörök megerősítése kritikus a dopamin hatásai szempontjából, hanem a kapcsolatok gyengülése is lehetővé teszi, hogy megálljunk. ”
A kísérlet második részében a tudósok létrehozták a Parkinson-kór állatmodelljét dopaminneuronok megölésével. Aztán megnézték, mi történt, amikor a kéregparancsokat szimulálták a mozgáshoz. Az eredmény: megerősítették a „stop” áramkör kapcsolatait, és gyengültek a „go” áramkör kapcsolatai.
"A tanulmány rávilágít arra, hogy a Parkinson-kórban szenvedőknek miért okoz gondot a mindennapi feladatok végrehajtása, például szomjazáskor az asztal fölé nyúlni, hogy felszedjenek egy pohár vizet" - mondta Surmeier.
Surmeier az autó hasonlatával magyarázta a jelenséget. "Vizsgálatunk azt sugallja, hogy a Parkinson-kórban a mozgásképtelenség nem passzív folyamat, mint egy autó, amelyből kifogy a benzin" - mondta. „Inkább az autó nem„ mozog, mert a lába elakadt a féken. A dopamin általában segít beállítani a fék- és gázpedál nyomását. Segít abban, hogy megtanulja, hogy amikor egy kereszteződésben piros lámpát lát, fékez, és amikor a zöld lámpa kigyullad, leveszi a lábát a fékről, és lenyomja a gázpedált. A Parkinson-kórban szenvedő betegeknél, akik elvesztették a dopamint felszabadító idegsejteket, a lábuk állandóan a fékre tapadt. "
Az agyi áramkör változásainak alapjainak megértése közelebb hozza a tudósokat az új terápiás stratégiákhoz ezen agyi rendellenességek és egyéb olyan dopamin kezelésére, mint a skizofrénia, a Tourette-szindróma és a dystonia.
A vizsgálat: A striatális szinaptikus plaszticitás kétoldali dopaminerg kontrollja
Tudomány 8 Augusztus 2008:
Vol. 321. sz. 5890, 848–851
DOI: 10.1126 / science.1160575
Weixing Shen, 1 Marc Flajolet, 2 Paul Greengard, 2 D. James Surmeier1 *
A kortikális piramis idegsejtek és a fő striatalis közepes tüskés neuronok (MSN) közötti szinapszisokban a posztszinaptikus D1 és D2 dopamin (DA) receptorokat feltételezik, hogy szükségesek a hosszú távú potencírozás és depresszió indukciójához - a képlékenység formái, amelyekről azt gondolják, hogy asszociatívak tanulás. Mivel ezek a receptorok két különálló MSN populációra korlátozódnak, ez a posztulátum azt követeli meg, hogy a szinaptikus plaszticitás minden sejttípusban egyirányú legyen. DA receptor transzgenikus egerek agyszeleteinek felhasználásával megmutatjuk, hogy ez nem így van. Ehelyett a DA kiegészítő szerepet játszik ebben a két MSN-típusban annak biztosítására, hogy a szinaptikus képlékenység kétirányú és hebbi. A Parkinson-kór modelljeiben ez a rendszer ki van dobva az egyensúlyból, ami egyirányú változásokhoz vezet a plaszticitásban, amelyek a hálózati patológiát és tüneteket alapozhatják meg.
;