Новые знания о «гормоне счастья» дофамине

Новые результаты позволяют лучше понять, как синтез дофамина регулируется в головном мозге. Это может пролить новый свет на механизм таких заболеваний, как болезнь Паркинсона.



В нашем мозгу есть миллиарды нервных клеток, которые взаимодействуют друг с другом с помощью сигнальных веществ, называемых нейротрансмиттерами. Одним из таких нейротрансмиттеров является дофамин, известный многим как один из гормонов счастья. Помимо чувства вознаграждения и удовлетворения, дофамин также важен для моторного контроля, концентрации, обучения и внимания. Важность дофамина становится очень очевидной у пациентов с болезнью Паркинсона. В мозгу таких пациентов клетки, синтезирующие и выделяющие дофамин, погибают. Эти клетки называются дофаминергическими нейронами и действуют как небольшие фабрики дофамина. Психические и физические симптомы у пациентов с болезнью Паркинсона возникают только тогда, когда исчезает примерно половина этих клеток. Это означает, что болезнь не обнаруживается до тех пор, пока не будет нанесен большой ущерб. Одна из целей исследования дофаминовой системы мозга — выяснить, как болезнь Паркинсона и связанные с ней заболевания можно обнаружить на более ранней стадии.

«Таким образом, вы можете найти лекарства, которые могут предотвратить дальнейшее развитие болезни», — говорит исследователь Марте Инселсет Фладал с кафедры биомедицины Бергенского университета.

Поймите, как дофамин регулирует собственное производство

Ферменты — это белки, которые действуют как катализаторы химических реакций в организме. Трехмерная структура ферментов абсолютно необходима для их активности и регуляции. Внутри клеток, продуцирующих дофамин, имеется большое количество фермента, называемого тирозингидроксилазой (ТГ).

«Такие трехмерные структуры могут рассказать нам, как клеточные процессы происходят на атомном уровне, и, таким образом, как мы можем найти целевое лечение для исправления ошибок в ферментах, которые, например, возникают в результате мутаций заболеваний. Для ТГ такие мутации вызывают дефицит ТГ. , неврологическое заболевание, классифицируемое как подгруппа паркинсонизма», — говорит профессор Аврора Мартинес с кафедры биомедицины UiB.

В ее исследовательской группе, которая является партнером центра Neuro-SysMed, они работают над тем, чтобы понять, как белки работают на структурном уровне. Другими словами, они пытаются выяснить, как мутации вызывают дефекты в функционировании белков и как такие дефекты можно устранить. Специальная задача TH состоит в том, чтобы преобразовать аминокислоту тирозин в L-dopa, который далее превращается в дофамин другим ферментом. Хорошо известно, что ТГ является ключевым ферментом в регуляции синтеза дофамина, но неясно, каким образом это происходит на уровне структурных деталей. Давно известно, что дофамин может регулировать собственное производство. Дофамин может связываться с ферментом ТГ и инактивировать его. Такие регуляторные механизмы называются отрицательной обратной связью и обеспечивают отключение синтеза дофамина, когда в клетке достаточно дофамина.

«Когда уровень дофамина снова падает, в клетке активируются сигнальные пути. Это приводит к модификации ТГ путем так называемого фосфорилирования, что вызывает высвобождение дофамина и реактивацию фермента», — говорит исследователь Руне Клеппе из Департамент медицины труда Хельсе Берген, которая также принимала участие в исследовании.

Именно взаимодействие между этими регуляторными механизмами исследователи теперь полагают, что они могут понять на уровне деталей.