Нейромеланин ( НМ ) - это темный пигмент, обнаруженный в головном мозге, который структурно связан с меланином . Это полимер из 5,6-дигидроксииндол мономеров. [1] Нейромеланин в больших количествах содержится в катехоламинергических клетках компактной части черной субстанции и голубого пятна , придавая структурам темный цвет. [2]
Физические свойства и структура [ править ]
Нейромеланин придает особый цвет определенным участкам мозга, таким как черная субстанция или голубое пятно. Это тип меланина, похожий на другие формы периферического меланина. Он не растворяется в органических соединениях и может быть помечен окрашиванием серебром . Он называется нейромеланином из-за его функции и изменения цвета, которое проявляется в тканях, содержащих его. Он содержит гранулы с черным / коричневым пигментом. Обнаружено, что нейромеланин накапливается во время старения, особенно после первых 2–3 лет жизни. Считается, что он защищает нейроны черной субстанции от окислительного стресса, вызванного железом . Он считается настоящим меланином из-за его стабильной свободнорадикальной структуры и активно хелатирует металлы. [3]
Синтетические пути [ править ]
Нейромеланин напрямую биосинтезируется из L-DOPA , предшественника дофамина , тирозингидроксилазой (TH) и декарбоксилазой ароматических кислот (AADC). В качестве альтернативы 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 посредством катализа железа в допахиноны и семихиноны, которые затем фагоцитируются и хранятся как нейромеланин. [4]
Биосинтез нейромеланина управляется избытком цитозольных катехоламинов, которые не накапливаются синаптическими пузырьками. [5]
Функция [ править ]
Нейромеланин обнаруживается в более высоких концентрациях у людей, 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 старении.
Роль в болезни [ править ]
Нейромеланин-содержащие нейроны в черной субстанции подвергаются нейродегенерации во время болезни Паркинсона . Двигательные симптомы болезни Паркинсона вызваны гибелью клеток в черной субстанции, что частично может быть вызвано окислительным стрессом . Это окисление может быть снято нейромеланином. У пациентов с болезнью Паркинсона количество нейромеланина в черной субстанции было на 50% меньше, чем у пациентов того же возраста, но без болезни Паркинсона. Гибель нейромеланин-содержащих нейронов в черной субстанции, компактной части и голубом пятне была связана с болезнью Паркинсона, а также была визуализирована in vivo с помощью нейромеланиновой визуализации . [7]
Было показано, что нейромеланин связывает нейротоксичные и токсичные металлы, которые могут способствовать нейродегенерации. [5]
История [ править ]
Темные пигменты в черной субстанции были впервые описаны в 1838 Пуркине , [8] , а термин нейромеланина был предложен в 1957 году Лилли, [9] , хотя она была мысль не служить никакой функции до недавнего времени . В настоящее время 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 нейромеланин активно изучается в последнее десятилетие. [10]
Ссылки [ править ]
- ^ Charkoudian LK, Franz KJ (2006). «Fe (III) -координационные свойства компонентов нейромеланина: 5,6-дигидроксииндола и 5,6-дигидроксииндол-2-карбоновой кислоты». Неорганическая химия . 45 (9): 3657–64. DOI : 10.1021 / ic060014r . PMID 16634598 .
- ^ а б Федоров, Н; Tribl, F; Холлидей, G; Герлах, М; Riederer, P; Двойник, KL (2005). «Нейромеланин в нейронах дофамина человека: сравнение с периферическими меланинами и отношение к болезни Паркинсона». Прогресс нейробиологии . 75 (2): 109–24. DOI : 10.1016 / j.pneurobio.2005.02.001 . PMID 15784302 . S2CID 503902 .
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2013-12-03 . Проверено 30 ноября 2013 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Rabey, JM; Хефти, Ф (1990). «Синтез нейромеланина в черной субстанции крысы и человека». Журнал нейронной передачи. Секция болезни Паркинсона и деменции . 2 (1): 1–14. DOI : 10.1007 / BF02251241 . PMID 2357268 . S2CID 6769760 .
- ^ а б Степень, К; Дзержега-Лечнар, А; Там, я (2007). «Роль нейромеланина при болезни Паркинсона - новые концепции». Wiadomosci Lekarskie (Варшава, Польша: 1960) . 60 (11–12): 563–9. PMID 18540183 .
- ^ Tribl, F; Асан, Е; Арцбергер, Т; Тачнер, Т; Langenfeld, E; Мейер, HE; Брингманн, G; Riederer, P; Герлах, М; Маркус, К. (2009). «Идентификация L-ферритина в гранулах нейромеланина черной субстанции человека: целевой подход протеомики» . Молекулярная и клеточная протеомика . 8 (8): 1832–8. DOI : 10.1074 / mcp.M900006-MCP200 . PMC 2722774 . PMID 19318681 .
- ^ Сасаки М, Шибата Е, Tohyama К, Такахаши Дж, Отсука К, Цутия К, Такахаши S, S Ehara, Terayama Y, Сакаи А (июль 2006 г.). «Нейромеланиновая магнитно-резонансная томография голубого пятна и черной субстанции при болезни Паркинсона». NeuroReport . 17 (11): 1215–8. DOI : 10.1097 / 01.wnr.0000227984.84927.a7 . PMID 16837857 . S2CID 24597825 .
- ^ Usunoff, KG; Ицев, Д.Е .; Овчаров, Вашингтон; Марани, Э (2002). «Нейромеланин в мозге человека: обзор и атлас пигментированных клеток в черной субстанции». Архив физиологии и биохимии . 110 (4): 257–369. DOI : 10,1076 / apab.110.4.257.11827 . PMID 12516659 . S2CID 2735201 .
- ^ Лилли, RD (1957). «Металлические реакции восстановления меланинов: гистохимические исследования» . Журнал гистохимии и цитохимии . 5 (4): 325–33. DOI : 10.1177 / 5.4.325 . PMID 13463306 .
- ^ Зекка, L; Тампеллини, Д; Герлах, М; Riederer, P; Fariello, RG; Зульцер, Д. (2001). «Черная субстанция нейромеланина: структура, синтез и молекулярное поведение» . Молекулярная патология . 54 (6): 414–8. PMC 1187132 . PMID 11724917 .
