Dopamin, hemijski glasnik u mozgu, uglavnom je poznat po svojoj ulozi u tome kako doživljavamo zadovoljstvo i nagradu. Međutim, novo istraživanje Fondacije Champalimaud (CF) pomera pažnju ka kritičnom učešću dopamina u pokretu, sa implikacijama na naše razumevanje i lečenje simptoma Parkinsonove bolesti (PD).
Zamislite čin hodanja. To je nešto što većina radno sposobnih ljudi radi bez razmišljanja. Ipak, to je zapravo složen proces koji uključuje različite neurološke i fiziološke sisteme. PD je stanje u kojem mozak polako gubi specifične ćelije, zvane dopaminski neuroni, što rezultira smanjenom snagom i brzinom pokreta.
Međutim, postoji još jedan važan aspekt na koji utiče: dužina akcija. Neko sa PD može ne samo da se kreće sporije, već i da napravi manje koraka u nizu hodanja ili u borbi pre nego što stane. Ova studija pokazuje da signali dopamina direktno utiču na dužinu sekvenci pokreta, čineći nas korak bliže otključavanju novih terapeutskih ciljeva za poboljšanje motoričke funkcije u PD.
„Dopamin je najbliže povezan sa nagradom i zadovoljstvom i često se naziva neurotransmiterom ’dobrog’’, ističe Marselo Mendonsa, prvi autor studije objavljene u časopisu Current Biology. „Ali, za pojedince sa nedostatkom dopamina sa PD, tipično su poremećaji kretanja koji najviše utiču na njihov kvalitet života.
„Jedan aspekt koji nas je oduvek zanimao je koncept lateralizacije. Kod PD, simptomi se manifestuju asimetrično, često počinju na jednoj strani tela pre druge. Ovom studijom želeli smo da istražimo teoriju da ćelije dopamina rade više od motivišu nas da se krećemo, oni posebno poboljšavaju pokrete na suprotnoj strani našeg tela.“
U tu svrhu, istraživači su razvili novi zadatak ponašanja, koji je zahtevao da se miševi slobodno kreću da koriste jednu po jednu šapu da pritisnu polugu kako bi dobili nagradu (kap šećerne vode). Da bi razumeli šta se dešava u mozgu tokom ovog zadatka, istraživači su koristili snimanje sa jednim fotonom, slično kao da su miševima dali mali, nosivi mikroskop. Ovaj mikroskop je bio usmeren na Substantia nigra pars compacta (SNc), region bogat dopaminom duboko u mozgu koji je značajno pogođen PD, omogućavajući naučnicima da vide aktivnost moždanih ćelija u realnom vremenu.
Oni su genetski konstruisali ove miševe tako da njihovi dopaminski neuroni svetle kada su aktivni, koristeći poseban protein koji svetli pod mikroskopom. To je značilo da svaki put kada se miš sprema da pomeri šapu ili uspe da dobije nagradu, naučnici su mogli da vide koji neuroni svetle i uzbuđuju se zbog akcije ili nagrade.
Posmatrajući ove sjajne neurone, otkrića su bila, bukvalno, prosvetljujuća. „Postojale su dve vrste dopaminskih neurona pomešanih zajedno u istoj oblasti mozga“, primećuje Mendonca. „Neki neuroni su postali aktivni kada se miš spremao da se pomeri, dok su drugi upalili kada je miš dobio nagradu. Ali ono što je zaista privuklo našu pažnju je kako su ovi neuroni reagovali u zavisnosti od toga koju šapu je miš koristio.“
Tim je primetio da su neuroni uzbuđeni pokretom svetlili više kada je miš koristio šapu suprotno od posmatrane strane mozga. Na primer, ako su gledali desnu stranu mozga, neuroni su bili aktivniji kada je miš koristio levu šapu, i obrnuto. Kopajući dublje, naučnici su otkrili da aktivnost ovih neurona povezanih sa pokretom ne samo da signalizira početak pokreta, već izgleda da kodira ili predstavlja dužinu sekvenci pokreta (broj pritiska na polugu).
Mendonca elaborira: „Što se miš više spremao da pritisne polugu šapom na suprotnoj strani mozga koju smo posmatrali, neuroni su postajali aktivniji. Na primer, neuroni na desnoj strani mozga postajali su uzbuđeniji kada je miš koristio svoju levu šapu da češće pritiska ručicu. Ali kada je miš desnom šapom više pritiskao polugu, ovi neuroni nisu pokazivali isti porast uzbuđenja. Drugim rečima, ovi neuroni ne brinu samo o tome da li se miš kreće, već takođe o tome koliko se kreću i na kojoj strani tela“.
Da bi proučili kako gubitak dopamina utiče na kretanje, istraživači su koristili neurotoksin da selektivno smanje ćelije koje proizvode dopamin na jednoj strani mišjeg mozga. Ovaj metod oponaša stanja kao što je PD, gde nivoi dopamina opadaju i kretanje postaje teško.
Radeći ovo, mogli su da vide kako manje dopamina menja način na koji miševi pritiskaju polugu bilo kojom šapom. Otkrili su da smanjenje dopamina na jednoj strani dovodi do manjeg pritiska poluge sa šapom na suprotnoj strani, dok je šapa na istoj strani ostala nepromenjena. Ovo je pružilo dodatne dokaze za sporedni uticaj dopamina na kretanje.
Rui Costa, stariji autor studije, kaže: „Naši nalazi sugerišu da dopaminski neuroni povezani sa kretanjem ne samo da pružaju opštu motivaciju za kretanje – oni mogu modulirati dužinu niza pokreta u kontralateralnom ekstremitetu, na primer. , aktivnost dopaminskih neurona povezanih sa nagradom je univerzalnija i ne daje prednost jednoj strani u odnosu na drugu. Ovo otkriva složeniju ulogu dopaminskih neurona u kretanju nego što se ranije mislilo.“
Kosta kaže: „Različiti simptomi koji se primećuju kod pacijenata sa PD možda bi mogli biti povezani sa tim koji dopaminski neuroni su izgubljeni – na primer, oni koji su više povezani sa kretanjem ili nagradom. Ovo bi potencijalno moglo poboljšati strategije upravljanja bolesti koje su prilagođenije tipu bolesti. dopaminskih neurona koji su izgubljeni, posebno sada kada znamo da postoje različite vrste genetski definisanih dopaminskih neurona u mozgu.“
