Нейромеланин - Neuromelanin

5,6-дигидроксииндол, мономер, из которого образуются полимеры нейромеланина.

Нейромеланин ( НМ ) - это темный пигмент, обнаруженный в головном мозге, который структурно связан с меланином . Это полимер из 5,6-дигидроксииндол мономеров. Нейромеланин в больших количествах содержится в катехоламинергических клетках компактной части черной субстанции и голубого пятна , придавая структурам темный цвет.

Физические свойства и структура

Микрофотография нейромеланина (коричневого вещества) в нейроне черной субстанции. Окраска гематоксилином и эозином. Масштабная линейка имеет длину 20 микрон (0,02 мм).

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.

Синтетические пути

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 DOPA окисляются путем катализа железа до допахинонов и семихинонов, которые затем фагоцитируются и подвергаются фагоцитозу). хранятся как нейромеланин.

Биосинтез нейромеланина управляется избытком цитозольных катехоламинов, которые не накапливаются синаптическими пузырьками.

Функция

Нейромеланин обнаруживается в более высоких концентрациях у людей, чем у других приматов . Концентрация нейромеланина увеличивается с возрастом, что указывает на его роль в нейропротекции (нейромеланин может хелатировать металлы и ксенобиотики ) или старении.

Роль в болезни

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 составляло 50% по сравнению с аналогичными пациентами 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 .

Было показано, что нейромеланин связывает нейротоксичные и токсичные металлы, которые могут способствовать нейродегенерации.

История

Темные пигменты в черной субстанции были впервые описаны в 1838 году Пуркине , а термин нейромеланин был предложен в 1957 году Лили, хотя до недавнего времени считалось, что он не выполняет никаких функций. 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 исследовался в последнее десятилетие.

Рекомендации