Нейромеланин
Нейромеланин ( НМ ) – это темный пигмент , обнаруженный в мозге, который структурно связан с меланином . Это полимер мономеров 5,6-дигидроксииндола . [1] Нейромеланин обнаружен в больших количествах в катехоламинергических клетках и компактной части черной субстанции голубого пятна , придавая темный цвет структурам, которые чаще всего встречаются в черной или коричневой пигментированной коже. [2]
Физические свойства и структура
[ редактировать ]
Нейромеланин придает определенный цвет определенным участкам мозга, таким как черная субстанция или голубое пятно. Это тип меланина, похожий на другие формы периферического меланина. Он нерастворим в органических соединениях и может быть помечен окрашиванием серебром . Его называют нейромеланином из-за его функции и изменения цвета, которое появляется в содержащих его тканях. Содержит гранулы черного/коричневого цвета. Обнаружено, что нейромеланин накапливается с возрастом, особенно после первых 2–3 лет жизни. Считается, что он защищает нейроны черной субстанции от окислительного стресса, вызванного железом . Он считается настоящим меланином благодаря своей стабильной свободнорадикальной структуре и активно хелатирует металлы. [3]
Синтетические пути
[ редактировать ]Нейромеланин напрямую биосинтезируется из L-ДОФА , предшественника дофамина , тирозингидроксилазой (TH) и декарбоксилазой ароматических кислот (AADC). Альтернативно, синаптические везикулы и эндосомы накапливают цитозольный дофамин (через везикулярный переносчик моноаминов 2 (VMAT2) и транспортируют его в митохондрии , где он метаболизируется моноаминоксидазой . Избыточные молекулы дофамина и ДОФА окисляются катализом железа в допахиноны и семихиноны , которые затем фагоцитируются и хранятся в виде нейромеланина. [4]
Биосинтез нейромеланин обусловлен избытком цитозольных катехоламинов , не аккумулируемых синаптическими везикулами. [5]
Функция
[ редактировать ]Нейромеланин обнаруживается в более высоких концентрациях у человека, чем у других приматов . [2] Концентрация нейромеланина увеличивается с возрастом, что указывает на его роль в нейропротекции (нейромеланин может хелатировать металлы и ксенобиотики). [6] ) или старение . [ нужна ссылка ]
Роль в болезни
[ редактировать ]Нейромеланин-содержащие нейроны черной субстанции дегенерируют при болезни Паркинсона . [ нужна ссылка ] Двигательные симптомы болезни Паркинсона вызваны гибелью клеток черной субстанции, что может быть частично связано с окислительным стрессом . [ нужна ссылка ] Это окисление может быть уменьшено нейромеланином. [ нужна ссылка ] У пациентов с болезнью Паркинсона количество нейромеланина в черной субстанции было на 50% больше, чем у аналогичных пациентов того же возраста, но без болезни Паркинсона. [ нужна ссылка ] Гибель нейромеланинсодержащих нейронов в черной субстанции, компактной части и голубом пятне связана с болезнью Паркинсона и также визуализируется in vivo с помощью нейромеланиновой визуализации . [7]
Было показано, что нейромеланин связывает нейротоксичные и токсичные металлы, которые могут способствовать нейродегенерации. [5]
История
[ редактировать ]Темные пигменты черной субстанции были впервые описаны в 1838 году Пуркине . [8] а термин нейромеланин был предложен в 1957 году Лилли, [9] хотя до недавнего времени считалось, что он не выполняет никакой функции. Сейчас считается, что он играет жизненно важную роль в предотвращении гибели клеток в определенных частях мозга. Его связывают с болезнью Паркинсона, и из-за этой возможной связи в последнее десятилетие нейромеланин активно исследовался. [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чаркудян Л.К., Франц К.Дж. (2006). «Fe(III)-координационные свойства компонентов нейромеланина: 5,6-дигидроксииндол и 5,6-дигидроксииндол-2-карбоновая кислота». Неорганическая химия . 45 (9): 3657–64. дои : 10.1021/ic060014r . ПМИД 16634598 .
- ^ Перейти обратно: а б Федоров, Х; Трибл, Ф; Холлидей, Дж; Герлах, М; Ридерер, П; Двойной, КЛ (2005). «Нейромеланин в дофаминовых нейронах человека: сравнение с периферическими меланинами и значимость для болезни Паркинсона». Прогресс нейробиологии . 75 (2): 109–24. doi : 10.1016/j.pneurobio.2005.02.001 . ПМИД 15784302 . S2CID 503902 .
- ^ «IBA в науках о жизни» . Архивировано из оригинала 3 декабря 2013 г. Проверено 30 ноября 2013 г.
- ^ Раби, Дж. М.; Хефти, Ф. (1990). «Синтез нейромеланина в черной субстанции крысы и человека». Журнал нейронной передачи. Секция болезни Паркинсона и деменции . 2 (1): 1–14. дои : 10.1007/BF02251241 . ПМИД 2357268 . S2CID 6769760 .
- ^ Перейти обратно: а б Степьен, К; Дзерзега-Лечнар, А; Там я (2007). «Роль нейромеланина в болезни Паркинсона - новые концепции». Медицинские новости . 60 (11–12): 563–9. ПМИД 18540183 .
- ^ Трибл, Ф; Асан, Э; Арцбергер, Т; Тачнер, Т; Лангенфельд, Э; Мейер, HE; Брингманн, Г; Ридерер, П; Герлах, М; Маркус, К. (2009). «Идентификация L-ферритина в гранулах нейромеланина черной субстанции человека: целевой протеомный подход» . Молекулярная и клеточная протеомика . 8 (8): 1832–8. дои : 10.1074/mcp.M900006-MCP200 . ПМЦ 2722774 . ПМИД 19318681 .
- ^ Сасаки М, Сибата Э, Тохьяма К, Такахаши Дж, Оцука К, Цучия К, Такахаши С, Ихара С, Тераяма Ю, Сакаи А (июль 2006 г.). «Нейромеланиновая магнитно-резонансная томография голубого пятна и черной субстанции при болезни Паркинсона». НейроОтчёт . 17 (11): 1215–8. дои : 10.1097/01.wnr.0000227984.84927.a7 . ПМИД 16837857 . S2CID 24597825 .
- ^ Усунов, КГ; Ицев, Д.Э.; Овчаров, Вашингтон; Марани, Э (2002). «Нейромеланин в мозге человека: обзор и атлас пигментированных клеток черной субстанции». Архив физиологии и биохимии . 110 (4): 257–369. дои : 10.1076/apab.110.4.257.11827 . ПМИД 12516659 . S2CID 2735201 .
- ^ Лилли, РД (1957). «Реакции восстановления металлов в меланинах: гистохимические исследования» . Журнал гистохимии и цитохимии . 5 (4): 325–33. дои : 10.1177/5.4.325 . ПМИД 13463306 .
- ^ Зекка, Л; Тампеллини, Д; Герлах, М; Ридерер, П; Фариелло, Р.Г.; Зульцер, Д. (2001). «Нейромеланин черной субстанции: структура, синтез и молекулярное поведение» . Молекулярная патология . 54 (6): 414–8. ПМЦ 1187132 . ПМИД 11724917 .