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]
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]
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]
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 ] .
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]
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]