Peran octopamine fight-or-flight neurotransmitter dalam degenerasi saraf

ringkasan: Octopamine, neurotransmitter utama yang bertanggung jawab atas respons “lawan atau lari” pada invertebrata, dapat berkomunikasi dengan sel otak mamalia untuk mencegah kematian sel.

Dengan memperkenalkan octopamine ke dalam kultur astrosit, para ilmuwan telah menemukan bahwa itu merangsang produksi laktat, yang meningkatkan kelangsungan hidup sel, dan penemuan ini dapat mengarah pada pengobatan penyakit neurodegeneratif di masa depan.

Studi ini juga menimbulkan pertanyaan tentang peran octopamine dalam pikiran yang sehat dan dampaknya terhadap pembelajaran, ingatan, dan penuaan.

sumber: Universitas Barat Laut

Ilmuwan Northwestern Medicine telah menemukan bagaimana octopamine, neurotransmitter “melawan atau lari” kunci dalam invertebrata, berkomunikasi dengan sel lain di otak mamalia untuk mencegah kematian sel, menurut sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Prosiding National Academy of Sciences.

Meskipun oktopamin masih ada di otak mamalia dalam jumlah kecil, fungsinya telah digantikan oleh epinefrin. Lama dianggap sebagai sisa evolusi pada mamalia, peran octopamine dalam otak manusia sebelumnya tidak dipahami dengan baik.

Dalam studi saat ini, para peneliti pertama kali berusaha memahami bagaimana astrosit, yang membentuk sebagian besar sel dalam sistem saraf pusat manusia, berkontribusi terhadap disfungsi otak pada penyakit neurodegeneratif. Dalam kultur astrosit dari korteks serebral tikus, para ilmuwan menemukan bahwa pengenalan oktopamin pada tingkat tertentu memicu produksi laktat dalam astrosit, yang mendorong kelangsungan hidup sel.

kata Gabriela Carafio Pesso, PhD, asisten profesor di Departemen Neurologi Kane dan Ruth Dave, Divisi Gangguan Gerakan.

Anggap saja sebagai sinyal marabahaya; neuron yang tertekan mengirimkan sinyal ini ke astrosit untuk mengirimkan energi kepada mereka, untuk mengirim laktat. Pada tingkat yang tepat, oktopamin memungkinkan astrosit membaca sinyal marabahaya ini dan mulai menghasilkan energi yang melindungi sel dari kematian. dari defisiensi ATP. Jika terlalu banyak octopamine, itu seperti asap menghalangi SOS. Astrosit tidak bisa membacanya.”

Carafio-Pizzo mengatakan temuan ini dapat membantu mengidentifikasi pengobatan di masa depan untuk penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson, dan gangguan bipolar, yang semuanya terkait dengan kadar oktopamin yang tidak diatur di otak.

“Laktat telah dilihat sebagai produk limbah untuk waktu yang lama. Tapi ternyata bukan, itu adalah bahan bakar yang sangat penting yang dibutuhkan sel saraf untuk beralih ke bentuk energi yang lebih tinggi,” kata Carafio Peso. “Kami pikir ini penting karena itu dapat mempengaruhi penyakit lain karena mengubah tingkat Octopamine, termasuk penyakit Alzheimer dan gangguan kejiwaan.”

Ke depan, Bezo dan kolaboratornya berharap untuk lebih memahami bagaimana oktopamin bekerja pada otak yang sehat.

“Yang ingin kami ketahui sekarang adalah: Apakah ini hanya terjadi dalam kondisi seperti penyakit? Atau apakah octopamine berperan dalam kondisi fisiologis seperti pembelajaran dan ingatan, di mana neuron juga mengalami tuntutan energi yang tinggi?” kata Caravio-Pizzo.

“Mengingat octopamine dapat memanfaatkan metabolisme laktat dalam astrosit, kami juga tertarik untuk memahami peran metabolisme laktat di otak dalam konteks ingatan, pembelajaran, dan penuaan.”

Tentang penelitian ini di Neuroscience News

pengarang: Olivia Deamer
sumber: Universitas Barat Laut
komunikasi: Olivia Deamer – Universitas Barat Laut
gambar: Gambar dari Berita Neuroscience

Pencarian asli: akses terbuka.
“Octopamine secara metabolik memprogram ulang astrosit untuk memberikan perlindungan saraf terhadap α-synucleinOleh Andrew Shum et al. PNAS

ringkasan

Octopamine secara metabolik memprogram ulang astrosit untuk memberikan perlindungan saraf terhadap α-synuclein

Octopamine adalah neurotransmitter invertebrata mapan yang terlibat dalam respons lawan-atau-lari. Pada mamalia, fungsinya telah digantikan oleh epinefrin. Namun, itu hadir dalam jumlah kecil dan dapat memodulasi pelepasan neurotransmiter monoamine dengan mekanisme yang belum ditentukan.

Di sini, melalui pendekatan multidisiplin yang menggunakan model α-sinukleinopati in vitro dan in vivo, kami telah mengeksplorasi peran oktopamin yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam mendorong peralihan dari astrosit eksitotoksik ke neuroprotektif di korteks serebral dengan mempromosikan glikolisis aerobik.

Tingkat fisiologis oktopamin yang diturunkan dari neuron bekerja pada astrosit melalui reseptor pengikat amina 1 – Orai1-Ca.²⁺Jalur pensinyalan yang dimediasi oleh kalsineurin untuk merangsang sekresi laktat.

Ini meningkatkan penyerapan laktat ke dalam neuron melalui transporter monokarboksilat 2 – jalur ATP yang bergantung pada kalsineurin dan mencegah degenerasi saraf. Peningkatan patologis oktopamin yang diinduksi oleh α-synuclein menghentikan produksi laktat dalam astrosit dan mempersingkat komunikasi metabolik neuron.

Pekerjaan kami menyediakan fungsi unik octopamine sebagai modulator metabolisme astrosit dan perlindungan saraf selanjutnya dengan implikasi untuk gangguan alfa-sinuklein.