Neuromelanin
Neuromelanin ( NM ) är ett mörkt pigment som finns i hjärnan och som är strukturellt relaterat till melanin . Det är en polymer av 5,6-dihydroxiindolmonomerer . Neuromelanin finns i stora mängder i katekolaminerga celler i substantia nigra pars compacta och locus coeruleus , vilket ger en mörk färg till strukturerna.
Fysikaliska egenskaper och struktur
Neuromelanin ger specifika hjärnsektioner, såsom substantia nigra eller locus coeruleus, distinkt färg. Det är en typ av melanin och liknar andra former av perifert melanin. Det är olösligt i organiska föreningar och kan märkas med silverfärgning . Det kallas neuromelanin på grund av dess funktion och färgförändringen som uppträder i vävnader som innehåller det. Den innehåller svart/bruna pigmenterade granulat. Neuromelanin visar sig ackumuleras under åldrandet, märkbart efter de första 2–3 åren av livet. Det tros skydda nervceller i substantia nigra från järn-inducerad oxidativ stress . Det anses vara ett äkta melanin på grund av dess stabila fria radikalstruktur och det kelerar ivrigt metaller.
Syntetiska vägar
Neuromelanin biosyntetiseras direkt från L-DOPA , prekursor till dopamin , av tyrosinhydroxylas (TH) och aromatisk syradekarboxylas (AADC). Alternativt ackumulerar synaptiska vesiklar och endosomer cytosolisk dopamin (via vesikulär monoamintransportör 2 ( VMAT2 ) och transporterar den till mitokondrier där den metaboliseras av monoaminoxidas. Överskott av dopamin- och DOPA-molekyler oxideras genom järnkatalys till dopakinoner och sedan phagocytos. lagras som neuromelanin.
Neuromelaninbiosyntesen drivs av överskott av cytosoliska katekolaminer som inte ackumuleras av synaptiska vesiklar.
Fungera
Neuromelanin finns i högre koncentrationer hos människor än hos andra primater . Neuromelaninkoncentrationen ökar med åldern, vilket tyder på en roll i neuroprotection (neuromelanin kan kelera metaller och xenobiotika ) eller senescens.
Roll i sjukdom
Neuromelanininnehållande neuroner i substantia nigra genomgår neurodegeneration under Parkinsons sjukdom . Motoriska symtom på Parkinsons sjukdom orsakas av celldöd i substantia nigra, vilket delvis kan bero på oxidativ stress . Denna oxidation kan lindras av neuromelanin. Patienter med Parkinsons sjukdom hade 50 % av mängden neuromelanin i substantia nigra jämfört med liknande patienter i samma ålder, men utan Parkinsons. Döden av neuromelanininnehållande neuroner i substantia nigra, pars compacta och locus coeruleus har kopplats till Parkinsons sjukdom och har också visualiserats in vivo med neuromelaninavbildning .
Neuromelanin har visat sig binda neurotoxiska och giftiga metaller som kan främja neurodegeneration.
Historia
Mörka pigment i substantia nigra beskrevs först 1838 av Purkyně , och termen neuromelanin föreslogs 1957 av Lillie, även om det inte har ansetts tjäna någon funktion förrän nyligen. Det tros nu spela en avgörande roll för att förhindra celldöd i vissa delar av hjärnan. Det har kopplats till Parkinsons sjukdom och på grund av detta möjliga samband har neuromelanin undersökts mycket under det senaste decenniet.