stringtranslate.com

Нейромеланин

5,6-дигидроксииндол, мономер, из которого образуются полимеры нейромеланина.

Нейромеланин ( НМ ) – это темный пигмент , обнаруженный в мозге, который структурно связан с меланином . Это полимер мономеров 5,6-дигидроксииндола . [1] Нейромеланин обнаруживается в больших количествах в катехоламинергических клетках компактной части черной субстанции и голубого пятна , придавая структурам темный цвет. [2]

Физические свойства и структура

Микрофотография нейромеланина (коричневый материал) в нейроне черной субстанции. Окраска гематоксилином и эозином. Масштабная линейка имеет длину 20 микрон (0,02 мм).

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

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

Нейромеланин обнаруживается в более высоких концентрациях у человека, чем у других приматов . [2] Концентрация нейромеланин увеличивается с возрастом, что указывает на его роль в нейропротекции (нейромеланин может хелатировать металлы и ксенобиотики [6] ) или старении [ нужна ссылка ] .

Роль в болезни

Нейромеланин-содержащие нейроны черной субстанции дегенерируют во время болезни Паркинсона . Двигательные симптомы болезни Паркинсона вызваны гибелью клеток черной субстанции, что может быть частично связано с окислительным стрессом . Это окисление может быть уменьшено нейромеланином . 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 . Гибель содержащих нейромеланин 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

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]

Рекомендации

  1. ^ 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.
  2. ^ аб Федоров, Х; Трибл, Ф; Холлидей, Дж; Герлах, М; Ридерер, П; Двойной, КЛ (2005). «Нейромеланин в дофаминовых нейронах человека: сравнение с периферическими меланинами и связь с болезнью Паркинсона». Прогресс нейробиологии . 75 (2): 109–24. doi :10.1016/j.pneurobio.2005.02.001. PMID  15784302. S2CID  503902.
  3. ^ «IBA в науках о жизни» . Архивировано из оригинала 3 декабря 2013 г. Проверено 30 ноября 2013 г.
  4. ^ 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. PMID  2357268. S2CID  6769760.
  5. ^ аб Степень, К; Дзерзега-Лечнар, А; Тэм, я (2007). «Роль нейромеланина в болезни Паркинсона – новые концепции». Wiadomosci Lekarskie . 60 (11–12): 563–9. ПМИД  18540183.
  6. ^ 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. 
  7. ^ 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. doi : 10.1097/01.wnr.0000227984.84927.a7. PMID  16837857. S2CID  24597825.
  8. ^ 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. PMID  12516659. S2CID  2735201.
  9. ^ Лилли, РД (1957). «Реакции восстановления металлов меланинов: гистохимические исследования». Журнал гистохимии и цитохимии . 5 (4): 325–33. дои : 10.1177/5.4.325 . ПМИД  13463306.
  10. ^ 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.