Роль нейротрансмиттера октопамина «бей или беги» в нейродегенерации

краткое содержание: Октопамин, основной нейротрансмиттер, ответственный за реакцию «бей или беги» у беспозвоночных, может связываться с клетками мозга млекопитающих, чтобы предотвратить гибель клеток.

Внедряя октопамин в культуры астроцитов, ученые обнаружили, что он стимулирует выработку лактата, что повышает выживаемость клеток, и это открытие может привести к будущим методам лечения нейродегенеративных заболеваний.

Исследование также поднимает вопросы о роли октопамина в здоровом сознании и его влиянии на обучение, память и старение.

источник: Северо-Западный университет

Ученые Северо-Западной медицины обнаружили, как октопамин, ключевой нейротрансмиттер «бей или беги» у беспозвоночных, связывается с другими клетками мозга млекопитающих, чтобы предотвратить гибель клеток, согласно исследованию, опубликованному в журнале. Труды Национальной академии наук.

Хотя октопамин все еще присутствует в мозге млекопитающих в следовых количествах, его функцию заменил адреналин. Роль октопамина в человеческом мозгу, долгое время считавшаяся эволюционным пережитком у млекопитающих, ранее не была хорошо изучена.

В текущем исследовании исследователи сначала намеревались понять, как астроциты, которые составляют большинство клеток в центральной нервной системе человека, способствуют дисфункции мозга при нейродегенеративных заболеваниях. В культурах астроцитов коры головного мозга мышей ученые обнаружили, что введение октопамина в определенных количествах запускало выработку лактата в астроцитах, что способствует выживанию клеток.

сказала Габриэла Карафио Пессо, доктор философии, доцент кафедры неврологии Кейна и Рут Дэйв, отделение двигательных расстройств.

«Думайте об этом как о сигнале бедствия: напряженные нейроны посылают этот сигнал астроцитам, чтобы передать им энергию, чтобы отправить лактат. При правильном уровне октопамин позволяет астроцитам считывать этот сигнал бедствия и начинать вырабатывать энергию, которая защищает клетки от гибели. из-за дефицита АТФ. Если бы это было слишком много октопамина, это немного похоже на дым, мешающий SOS. Астроциты не могут его прочитать».

Карафио-Пиццо сказал, что результаты могут помочь определить будущие методы лечения болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и биполярного расстройства, которые связаны с нерегулируемыми уровнями октопамина в мозге.

«Долгое время лактат считался побочным продуктом. Но оказалось, что это не так, это очень важное топливо, которое необходимо нервным клеткам для переключения на высшие формы энергии», — сказал Карафио Песо. «Мы думаем, что это важно, потому что он может влиять на другие заболевания, поскольку изменяет уровень октопамина, включая болезнь Альцгеймера и психические расстройства».

В дальнейшем Безо и ее сотрудники надеются лучше понять, как октопамин действует на здоровый мозг.

«То, что мы хотим знать сейчас, это: происходит ли это только в условиях, подобных болезни? Или октопамин играет роль в физиологических условиях, таких как обучение и память, когда нейроны также испытывают высокие энергетические потребности?», — сказал Каравио-Пиццо.

«Учитывая, что октопамин может использовать метаболизм лактата в астроцитах, мы также заинтересованы в понимании роли метаболизма лактата в мозге в контексте памяти, обучения и старения».

Об этом исследовании в Neuroscience News

автор: Оливия Димер
источник: Северо-Западный университет
коммуникация: Оливия Димер — Северо-Западный университет
картина: Изображение из новостей нейронауки

Исходный поиск: открытый доступ.
«Октопамин метаболически перепрограммирует астроциты для обеспечения нейропротекции против α-синуклеина.Эндрю Шум и др. ПНАС

Резюме

Октопамин метаболически перепрограммирует астроциты для обеспечения нейропротекции против α-синуклеина.

Октопамин является хорошо зарекомендовавшим себя нейротрансмиттером беспозвоночных, участвующим в реакции «бей или беги». У млекопитающих его функцию заменил адреналин. Однако он присутствует в следовых количествах и может модулировать высвобождение моноаминовых нейротрансмиттеров с помощью еще не установленного механизма.

Здесь, благодаря междисциплинарному подходу с использованием моделей α-синуклеинопатии in vitro и in vivo, мы исследовали беспрецедентную роль октопамина в переключении астроцитов с эксайтотоксических на нейропротекторные в коре головного мозга путем стимулирования аэробного гликолиза.

Физиологические уровни октопамина нейронального происхождения действуют на астроциты через амин-связывающий рецептор 1 — Orai1-Ca.²⁺Сигнальный путь, опосредованный кальциневрином, для стимуляции секреции лактата.

Он увеличивает поглощение лактата нейронами через транспортер монокарбоксилата 2 — кальцинейрин-зависимый путь АТФ и предотвращает нейродегенерацию. Патологическое повышение уровня октопамина, вызванное α-синуклеином, останавливает выработку лактата в астроцитах и ​​замыкает метаболические связи нейронов.

Наша работа обеспечивает уникальную функцию октопамина как модулятора метаболизма астроцитов и последующей нейропротекции с последствиями для нарушений альфа-синуклеина.