Исследование, проведенное в Университете Питта и Колумбии, было опубликовано сегодня в журнале Neuron.Нейроны общаются друг с другом, высвобождая химические вещества, называемые нейротрансмиттерами, такие как дофамин и глутамат, в небольшое пространство между двумя нейронами, известное как синапс. Внутри нейронов нейротрансмиттеры, ожидающие высвобождения, размещены в небольших мешочках, называемых синаптическими пузырьками.«Наши результаты впервые демонстрируют, что нейроны могут изменять количество выделяемого ими дофамина в зависимости от их общей активности.
Когда этот механизм не работает должным образом, это может привести к серьезным последствиям для здоровья», — пояснил старший сотрудник исследования. автор Захари Фрейберг, доктор медицины, доктор философии, который недавно присоединился к Питту в качестве доцента психиатрии и клеточной биологии. Фрейберг инициировал исследование в Колумбийском университете.Когда исследователи вызвали срабатывание дофаминовых нейронов, везикулы нейронов начали выделять дофамин, как и ожидалось. Но затем команда заметила кое-что удивительное: дополнительный контент загружался в везикулы до того, как они успели опустошиться.
Последующие эксперименты показали, что эта индуцированная активностью нагрузка везикул происходила из-за увеличения уровней кислотности внутри везикул.«Наши выводы были совершенно неожиданными, — сказал Фрейберг. «Они противоречат существующей догме о том, что конечное количество химического сигнала загружается в везикулу в любой момент времени и что кислотность везикулы фиксирована».Затем команда продемонстрировала, что повышение кислотности было вызвано транспортным каналом на поверхности клетки, который позволил притоку отрицательно заряженных ионов глутамата проникать в нейрон, тем самым увеличивая его кислотность.
Генетическое удаление переносчика из плодовых мушек и мышей сделало животных менее чувствительными к амфетамину, лекарству, которое оказывает свое действие, стимулируя высвобождение дофамина из нейронов.«В этом случае глутамат не действует как нейротрансмиттер. Вместо этого он функционирует в первую очередь как источник отрицательного заряда, который используется этими везикулами очень умным способом, чтобы управлять кислотностью везикул и, следовательно, изменять их содержание дофамина», — сказал Фрейберг. сказал. «Это ставит под сомнение всю учебную модель везикул как имеющих фиксированное количество отдельных нейротрансмиттеров. Похоже, что эти везикулы содержат и дофамин, и глутамат и динамически изменяют свое содержимое, чтобы соответствовать условиям клетки по мере необходимости».
В будущем команда планирует более внимательно изучить, как увеличение закисления пузырьков влияет на здоровье. Ряд заболеваний головного мозга характеризуется аномальной передачей сигналов дофаминовыми нейронами и измененными уровнями нейромедиатора.
«Поскольку мы продемонстрировали, что баланс между глутаматом и дофамином важен для контроля количества дофамина, выделяемого нейроном, логично предположить, что дисбаланс между двумя нейротрансмиттерами может способствовать появлению симптомов этих заболеваний», — сказал Фрейберг.
