Forscher der Oregon Health & Science University haben entdeckt, dass der Neurotransmitter Adenosin effektiv als Bremse für Dopamin fungiert, einen weiteren bekannten Neurotransmitter, der an der Motorsteuerung beteiligt ist.
Wissenschaftler fanden heraus, dass Adenosin in einer Art Push-Pull-Dynamik mit Dopamin im Gehirn wirkt; die heute in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Entdeckung.
Es gibt zwei neuronale Schaltkreise: einen, der das Handeln fördert, und einen, der das Handeln hemmt. Dopamin fördert den ersten Kreislauf, um Bewegung zu ermöglichen, und Adenosin ist die ‚Bremse‘, die den zweiten Kreislauf fördert und das System ins Gleichgewicht bringt.“
Haining Zhong, Ph.D., Leitender Autor, Wissenschaftler, OHSU Vollum Institute
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Die Entdeckung könnte sofort neue Wege der Arzneimittelentwicklung zur Behandlung von Symptomen der Parkinson-Krankheit aufzeigen, einer Bewegungsstörung, bei der der Verlust von Dopamin-produzierenden Zellen weithin als Ursache in Betracht gezogen wird.
Wissenschaftler haben lange vermutet, dass Dopamin durch eine entgegengesetzte Dynamik der neuronalen Signalübertragung im Striatum beeinflusst wird -; eine kritische Region des Gehirns, die Bewegung zusammen mit Belohnung, Motivation und Lernen vermittelt. Das Striatum ist auch die primäre Hirnregion, die bei der Parkinson-Krankheit vom Verlust dopaminproduzierender Zellen betroffen ist.
„Die Leute vermuteten lange Zeit, dass es dieses Push-Pull-System geben muss“, sagte Co-Autorin Tianyi Mao, Ph.D., eine Wissenschaftlerin am Vollum, die zufällig mit Zhong verheiratet ist.
In der neuen Studie haben die Forscher erstmals klar und eindeutig Adenosin als den Neurotransmitter identifiziert, der im Gegensatz zu Dopamin wirkt. Die Studie, an der Mäuse beteiligt waren, verwendete neuartige gentechnisch veränderte Proteinsonden, die kürzlich in den Labors von Zhong und Mao entwickelt wurden. Ein Beispiel dieser Technologie wurde letzten Monat in einer in der Zeitschrift Nature Methods veröffentlichten Studie hervorgehoben.
Adenosin ist insbesondere auch als der Rezeptor bekannt, auf den Koffein wirkt.
„Kaffee wirkt in unserem Gehirn durch die gleichen Rezeptoren“, sagte Mao. „Kaffee trinken löst die Adenosin-Bremse.“
Neben Zhong und Mao, Lei Ma, Ph.D. des Vollum Instituts ist der Erstautor. Zu den Co-Autoren gehören Julian Day-Cooney, Ph.D., Michael A. Muniak, Ph.D., und Maozhen Qin von Vollum; und Omar Jaidar Benavides, Ph.D., und Jun B. Ding, Ph.D., von der Stanford University.
Quelle:
Oregon Health & Science University
Referenz:
Ma, L., et al. (2022) Fortbewegung aktiviert PKA durch Dopamin und Adenosin in striatalen Neuronen. Natur. doi.org/10.1038/s41586-022-05407-4.
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