Neuromelanin ในโรคพาร์กินสัน: Tyrosine Hydroxylase และ Tyrosinase ตอนที่ 1

เชิงนามธรรม:

โรคพาร์กินสัน (PD) เป็นโรคที่เกี่ยวข้องกับความชราและเป็นโรคทางระบบประสาทที่พบมากเป็นอันดับสองรองจากโรคอัลไซเมอร์ อาการหลักของ PD คือความผิดปกติของการเคลื่อนไหวพร้อมกับการขาดสารสื่อประสาทโดปามีน (DA) ใน striatum เนื่องจากการตายของเซลล์ของเซลล์ประสาท DA nigrostriatal

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีงานวิจัยจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ที่พบว่ามีความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างความผิดปกติของการเคลื่อนไหวและความจำ ความจำและความสามารถในการรับรู้ของผู้คนสามารถปรับปรุงได้ด้วยการออกกำลังกายที่เหมาะสม แต่การนั่งและขาดการออกกำลังกายเป็นเวลานานจะส่งผลต่อระบบประสาทของมนุษย์ และยังนำไปสู่ภาวะการรับรู้ลดลง ความจำเสื่อม และปัญหาอื่นๆ

ประการแรก การออกกำลังกายสามารถส่งเสริมการไหลเวียนของเลือดในสมอง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มสารอาหารให้กับเซลล์ประสาท เพิ่มการเผาผลาญ และส่งเสริมการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ การปรับปรุงนี้สามารถเพิ่มความสามารถและความยืดหยุ่นของสมอง ในขณะเดียวกันก็ส่งเสริมการก่อตัวและการบำรุงรักษาโครงข่ายประสาทเทียม ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความจำและความสามารถในการเรียนรู้ของผู้คน

ประการที่สอง การออกกำลังกายยังช่วยส่งเสริมการไหลเวียนโลหิตของร่างกาย และปรับปรุงระบบการเผาผลาญและระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย จึงช่วยเพิ่มความต้านทานของร่างกายและป้องกันการเกิดโรคต่างๆ โรคเหล่านี้ไม่เพียงส่งผลต่อสุขภาพร่างกายของผู้คนเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อสมองด้วย ส่งผลให้ความสามารถทางปัญญาและความจำลดลง

นอกจากนี้ การออกกำลังกายอย่างเหมาะสมจะทำให้ผู้คนสามารถปลดปล่อยความเครียดทางร่างกายและจิตใจ และบรรเทาอารมณ์ต่างๆ เช่น ความวิตกกังวล ความตึงเครียด และภาวะซึมเศร้าได้ อารมณ์เหล่านี้จะไม่เพียงส่งผลต่อสภาพจิตใจของบุคคลเท่านั้น แต่ยังทำร้ายสมอง ส่งผลต่อความจำและความสามารถในการเรียนรู้ของบุคคลอีกด้วย ดังนั้นการออกกำลังกายอย่างเหมาะสมสามารถส่งเสริมสุขภาพกายและสุขภาพจิต และปรับปรุงความจำและความสามารถในการเรียนรู้ของผู้คน

โดยสรุปมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างความผิดปกติของการเคลื่อนไหวและความจำ การออกกำลังกายที่เหมาะสมสามารถส่งเสริมสุขภาพร่างกายและสมอง และปรับปรุงความสามารถทางปัญญาและความจำของผู้คน ดังนั้นเราจึงควรมีส่วนร่วมในการเล่นกีฬาอย่างแข็งขันและรักษาวิถีชีวิตที่มีสุขภาพดีเพื่อปรับปรุงสุขภาพกายและสุขภาพจิตและคุณภาพชีวิตของเรา จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำ และ Cistanche Deserticola สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche Deserticola เป็นยาจีนโบราณที่มีลักษณะพิเศษมากมาย หนึ่งในนั้นคือการปรับปรุงความจำ ประสิทธิภาพของ Cistanche Deserticola มาจากส่วนผสมออกฤทธิ์หลายชนิดใน Cistanche Deserticola รวมถึงกรดแทนนิก โพลีแซ็กคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ไกลโคไซด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถส่งเสริมสุขภาพสมองผ่านวิถีทางที่หลากหลาย

short term memory how to improve

คลิกรู้เพื่อปรับปรุงหน่วยความจำระยะสั้น

ลักษณะทางจุลพยาธิวิทยาหลักสองประการมีอยู่ใน PD: เนื้อการรวมของไซโตโนลิกเรียกว่า Lewy bodies ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตีน -synuclein ซึ่ง oligomers ที่เกิดจากการวางผิดที่ถือว่าเป็นพิษต่อระบบประสาท ทำให้เซลล์ DA ตาย; และเม็ดสีสีดำเรียกว่า neuromelanin (NM) ที่มีอยู่ในเซลล์ประสาท DA และลดลงอย่างเห็นได้ชัดใน PD

การสังเคราะห์ NM ของมนุษย์นั้นถือว่าคล้ายคลึงกับการสังเคราะห์เมลานินในเมลาโนไซต์ การสังเคราะห์เมลานินในผิวหนังทำได้ผ่าน DOPAquinone (DQ) โดยไทโรซิเนส ในขณะที่การสังเคราะห์ NM ในเซลล์ประสาท DA ผ่าน DAquinone (DAQ) โดยไทโรซีนไฮดรอกซีเลส (TH) และอะโรมาติก L-amino acid decarboxylase (AADC)

DA ในไซโตพลาสซึมมีปฏิกิริยาสูงและสันนิษฐานว่าถูกออกซิไดซ์ตามธรรมชาติหรือโดยไทโรซิเนสที่ไม่ปรากฏชื่อเป็น DAQ จากนั้นสังเคราะห์เป็น NM มีรายงานว่าการสะสม NM ในเซลล์สูงกว่าเกณฑ์เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการตายของเซลล์ประสาท DA และฟีโนไทป์ของ PD

การทบทวนนี้รายงานความคืบหน้าล่าสุดในการสังเคราะห์ทางชีวภาพและพยาธิสรีรวิทยาของ NM ใน PD

คำสำคัญ:

โดปามีน; สถานที coeruleus; เมลานิน; นิวโรเมลานิน; นอร์อิพิเนฟริน; โรคพาร์กินสัน; substantia nigra; ไทโรซิเนส; ไทโรซีนไฮดรอกซีเลส

1. Neuromelanin (NM) ในโรคพาร์กินสัน

โรคพาร์กินสัน (PD) เป็นโรคเฉพาะของมนุษย์ ก้าวหน้า เกี่ยวข้องกับความชรา และเป็นโรคความเสื่อมของระบบประสาทที่พบมากเป็นอันดับสองรองจากโรคอัลไซเมอร์ [1] ในปี ค.ศ. 1817 เจมส์ พาร์กินสันในลอนดอนได้ตีพิมพ์ "An Essay on the Shaking Palsy" ซึ่งเป็นคำอธิบายทางคลินิกฉบับแรกที่ครอบคลุมเกี่ยวกับความผิดปกติ ซึ่งต่อมาได้ชื่อว่าโรคพาร์กินสัน อาการหลักของ PD คืออาการทางการเคลื่อนไหว เช่น อาการสั่น อาการเคลื่อนไหวช้า อาการแข็งเกร็ง และความไม่มั่นคงของท่าทาง รวมถึงอาการที่ไม่ใช่การเคลื่อนไหว ได้แก่ อาการเบื่ออาหาร ท้องผูก นอนไม่หลับ พฤติกรรมการนอนหลับผิดปกติ (RBD) วิตกกังวล ซึมเศร้า เหนื่อยล้า ความบกพร่องทางสติปัญญา [1].

PD ส่วนใหญ่จะเป็นระยะๆ โดยไม่มีประวัติครอบครัว (sPD) มีเพียงร้อยละ 5–15 ของคดีที่เป็น PD ในครอบครัว (fPD) [2,3] พยาธิสรีรวิทยาของ PD ได้รับการตรวจสอบโดยการวิเคราะห์ทางชีวเคมีของสมอง PD ภายหลังการชันสูตรในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 [4–7]

increase memory

แม้ว่าพยาธิสรีรวิทยาของ PD จะยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่ sPD ก็คิดว่ามีสาเหตุมาจากผลรวมของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและพันธุกรรม อาการหลักของ PD ซึ่งเป็นความผิดปกติของการเคลื่อนไหว เป็นที่รู้กันว่ามีสาเหตุจากสารสื่อประสาทโดปามีน (DA) ที่ลดลงใน striatum ใน basal ganglia เนื่องจากการเสื่อมของระบบประสาทของเซลล์ประสาท DA nigrostriatal และการเสริม DA โดยสารตั้งต้นโดยตรง L{ {0}},4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลอะลานีน (L-DOPA) ยังคงเป็นมาตรฐานทองคำของเภสัชบำบัดของ PD หลังจากห้าทศวรรษนับตั้งแต่ปี 1970 [1,7,8]

การรักษาด้วย L-DOPA มีประสิทธิภาพสูงในการบรรเทาอาการหลักหลายประการของ PD แต่ไม่ได้ป้องกันการลุกลามของการเสื่อมของระบบประสาท และส่งผลให้ความไร้ประสิทธิภาพลดลงและผลข้างเคียงต่างๆ เช่น ดายสกิน [7,8]

การค้นพบยีนเชิงสาเหตุหรือความไวของ fPD ต่างๆ นับตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 ได้ส่งเสริมการอธิบายกลไกระดับโมเลกุลของ sPD อย่างมาก [3]; fPD เรียกว่าตามลำดับการค้นพบตำแหน่งยีน เช่น PARK1 ( -ซินนิวคลิน,SNCA [9,10]) และ PARK2 (พาร์กิน, PRKN [3,11,12]) มีการรายงานสวนสาธารณะมากกว่า 20 แห่ง คำย่อ PARK มาจากชื่อ PARKinson

การกลายพันธุ์ในยีน fPD บางชนิดถูกพิจารณาว่าเป็นสาเหตุและยังเกี่ยวข้องกับตำแหน่งความไวใน sPD, ตัวอย่างก่อนหน้า, ยีน -synuclein (SNCA และ PARK1) [9,10], parkin (PARK2) [3,11], ไคเนสที่เหนี่ยวนำด้วย PTEN 1 (PINK1 และ PARK6) [13,14] และไคเนสซ้ำที่มีลิวซีนสูง 2 (LRRK2 และ PARK8) [15–18]

มีลักษณะทางจุลพยาธิวิทยาหลักสองประการใน PD ในเซลล์ประสาท nigrostriatalDA ที่เสื่อมถอย กล่าวคือ Lewy bodies และการลดลงของ neuromelanin (NM) ใน substantia nigra (SN) (รูปที่ 1): (1) Friedrich Heinrich บรรยายถึง cytosolic inclusion bodies ที่เรียกว่า Lewy bodies ในปี 1912 19]. Lewy Bodies มีโปรตีน -synuclein เป็นส่วนประกอบหลักของโปรตีน และ fibrillar oligomers ของโปรตีน -synuclein ที่เกิดจากการพับผิดสันนิษฐานว่าเป็นพิษต่อระบบประสาทและทำให้เซลล์ DA ตาย [20]

การกลายพันธุ์ของยีน -synuclein (SNCA) ถูกค้นพบในปี 1997 เพื่อทำให้เกิด fPD (PARK1) ที่โดดเด่น ซึ่งเซลล์ประสาทโดปามีนที่เสื่อมถอยประกอบด้วยร่างกายของ Lewy ที่มี -synuclein และเม็ดสีดำ NM [9,10]

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ โปรตีน -synuclein ได้รับการตรวจสอบอย่างกว้างขวางใน DA neurondeath ใน sPD อย่างไรก็ตาม คำถามที่เหลืออยู่คือ มีการสังเกตร่างกายของ Lewy ใน fPD ที่โดดเด่น เช่น PARK1 (SNCA) หรือไม่ แต่ไม่ได้อยู่ใน fPD แบบถอย เช่น PARK2 (PARKIN) (2) เม็ดสีสีดำ NM ซึ่งพบได้ใน SN ของมนุษย์ จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นในระหว่างการแก่ชราตามปกติในอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี [21]

นิวเม็กซิโกอุดมไปด้วยสมองของมนุษย์ แต่ก็มีรายงานการมีอยู่ของมันในสมองของลิง หนู หนู สุนัข และม้าด้วย [22,23] Konstantin Tretiakoff [24] ในปี 1919 รายงานว่า NM ลดลงอย่างเห็นได้ชัดใน SN ของสมอง PD

การลดลงของเซลล์ประสาท NM ใน nigrostriatal DA ใน SN pars Compacta (SNpc) ซึ่งมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เป็นสัญญาณทางจุลพยาธิวิทยาหลักของ PD แตกต่างจากเนื้อของ Lewy NM ถูกพบใน sPD, fPD ที่โดดเด่น และ fPD แบบถอย

NM ยังมีอยู่ในเซลล์ประสาท norepinephrine (NE) ใน human locus coeruleus (LC) โดยที่เซลล์ประสาท NE ก็เสื่อมลงใน PD เช่นกัน ตรงกันข้ามกับโปรตีน -synuclein ในร่างกายของ Lewy ที่ได้รับความสนใจอย่างมาก การสังเคราะห์ทางชีวภาพและพยาธิสรีรวิทยาของ NM ใน PD ยังคงเป็นที่รู้จักน้อยลง เหตุผลประการหนึ่งก็คือ การอธิบายโครงสร้างทางเคมีของ NM นั้นทำได้ยากเนื่องจากมีเนื้อหาเพียงเล็กน้อยในสมองมนุษย์หลังชันสูตรเท่านั้น

ways to improve brain function

อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางเคมีและเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ NM ได้รับการอธิบายในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาโดยอาศัยการพัฒนาการวิเคราะห์ระดับจุลภาคทางเคมีของ NM ที่แยกได้จาก SN ของสมองมนุษย์หลังการชันสูตรศพ [25–27] และพยาธิสรีรวิทยาของ NM มี ก็ค่อยๆ อธิบายไปเช่นกัน

improve memory

รูปที่ 1 จุดเด่นทางจุลพยาธิวิทยาสองประการใน PD ใน nigrostriatal DA ไฟบริลลาร์โอลิโกเมอร์ที่เกิดจากการพับผิดจะสันนิษฐานว่าเป็นพิษต่อระบบประสาทและทำให้เซลล์ DA ตาย

Neuromelanin (NM) ยังเกี่ยวข้องกับการเสื่อมของระบบประสาทและการตายของเซลล์ DA เนื่องจาก NM ลดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นเพื่อการป้องกันระบบประสาท a-Syn, a-synuclein; นิวเม็กซิโก, นิวโรเมลานิน; TH, ไทโรซีนไฮดรอกซีเลส; ดีคาร์บอกซิเลสของกรดอะมิโนอะโรมาติก; ROS สายพันธุ์ออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยา

2. การสังเคราะห์นิวโรเมลานิน (NM): Tyrosine Hydroxylase และ Tyrosinase

เม็ดสี NM ใน SN ของมนุษย์ได้รับการประมาณว่าได้มาจาก DA และซิสเทอีนที่อัตราส่วนโมลที่ 2:1 [27

มีรายงานว่าสาร catechol ต่างๆ ถูกรวมเข้ากับ NM ในเซลล์ประสาทโดปามีน SN และเซลล์ประสาท NE ใน LC ซึ่งเกิดขึ้นจากการปนเปื้อนออกซิเดชันของ catecholamines โดย monoamine oxidase (MAO) และตามมาด้วยการรีดักชันและออกซิเดชันโดย aldehyde dehydrogenase (ALDHand aldehyde reductase (AR) ): DOPA, 3,4-กรดไดไฮดรอกซีฟีนิลอะซีติก (DOPAC) และ 3,4ไดไฮดรอกซีฟีนิลเอทานอล (DOPET) เป็นสารโดปามีน; 3,4-กรดไดไฮดรอกซีฟีนิลเอทิลีน (DOMA) และ 3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลเอทิลีน ไกลคอล (DOPEG) ในรูปของสาร NE [27-30](รูปที่ 2)
จากผลลัพธ์เหล่านี้ วิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ NM ผ่านการออกซิเดชันของ DA ไปยัง DAquinone (DAÃ) หรือการเกิดออกซิเดชันของ NE กับ NEquinone ได้รับการเสนอให้คล้ายคลึงกับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของเมลานินที่เกี่ยวข้องกับวิถีทางภายในของ DOPAquinone (DQ) ในผิวหนังและเส้นผมของมนุษย์ [31] .

นอกจากนี้ มีการเสนอว่าสาร catechol ต่างๆ ถูกรวมไว้ใน NM รวมถึง DOPA, DOPAC, DOMA, DOPET และ DOPEG ซึ่งเป็นสารเมตาโบไลต์ของ DA และ NE ที่เกิดขึ้นจากการปนเปื้อนออกซิเดชันโดย monoamine oxidase ตามด้วยออกซิเดชัน/โดยการรีดักชัน 29] (รูปที่ 3)

boost memory

รูปที่ 2 การเผาผลาญของ catecholamines (DOPA) 3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลอะลานีน; (DA)โดปามีน; (NE) นอร์อิพิเนฟริน; (EN) อะดรีนาลีน; (3-OMD) 3-O-เมทิลโดปา; (3MT) 3-เมทอกซีไทรามีน; (DOPAL) 3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลอะซีตัลดีไฮด์; (NMN) นอร์เมทาเนฟริน;(DOPEGAL) 3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลไกลโคลาลดีไฮด์; (MN) เมทาเนฟรีน; (MOPAL) 3-เมทอกซี4-ไฮดรอกซีฟีนิลอะซีตัลดีไฮด์; (DOPAC) 3,4-กรดไดไฮดรอกซีฟีนิลอะซิติก; (DOPET) 3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลเอทานอล; (MOPEGAL) 3-เมทอกซี-4-ไฮดรอกซีฟีนิลไกลโคลาลดีไฮด์; (DOMA)3,4-กรดไดไฮดรอกซีแมนเดลิก; (DOPEG/DHPG) 3,4-ไดไฮดรอกซิลฟีนิลเอทิลีนไกลคอล/3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลไกลคอล; HVA: กรดโฮโมวานิลลิก; MOPET: 3-เมทอกซี-4-ไฮดรอกซีฟีนิลเอทานอล;(VMA) กรดวานิลลิลแมนเดลิก; (MOPEG/MHPG) 3-เมทอกซี-4-ไฮดรอกซีฟีนิลเอทิลีนไกลคอล/3-เมทอกซี-4-ไฮดรอกซีฟีนิลไกลคอล (TH) ไทโรซีน ไฮดรอกซีเลส; (AADC) กรดอะมิโนอะโรมาติกเดคาร์บอกซิเลส; (DBH) โดปามีน- -ไฮดรอกซีเลส; (PNMT) ฟีนิลเอทานอลเอมีน N-เมทิลทรานสเฟอเรส; (COMT) คาเทคอล-O-เมทิลทรานสเฟอเรส; (MAO) โมโนเอมีนออกซิเดส; (ALDH) อัลดีไฮด์ ดีไฮโดรจีเนส; (AR) อัลดีไฮด์ รีดักเตส ชื่อเอนไซม์จะแสดงเป็นตัวเอียงเพื่อความชัดเจน ดัดแปลงมาจาก [28] โดยมีการแก้ไขเล็กน้อย

10 ways to improve memory

รูปที่ 3 การสังเคราะห์นิวโรเมลานินใน SN หรือ LC การมีส่วนร่วมที่เป็นไปได้ของสาร catecholamine ต่างๆ ที่ทราบกันว่ามีอยู่ในภูมิภาคต่างๆ ของสมอง ซึ่งอาจรวมอยู่ใน NMin the substantia nigra (SN) หรือ locus coeruleus (LC)

improve your memory