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# Biologia# Neurociência

O papel da orexina no sistema de recompensa do cérebro

Os neurônios de orexina influenciam a dopamina e o comportamento relacionado a recompensas e atividade.

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Os neurônios orexina são células especiais do cérebro que ficam principalmente numa parte chamada hipotálamo lateral. Eles também aparecem em áreas próximas que ajudam a controlar coisas como humor, fome e níveis de energia. Esses neurônios orexina mandam sinais pra outras partes importantes do cérebro, incluindo regiões que produzem uma substância chamada Dopamina. A dopamina é frequentemente chamada de "químico da felicidade" porque tem um papel grande em como sentimos prazer e motivação, tipo quando você encontra uma fatia extra de pizza achando que a caixa tava vazia.

A Conexão da Dopamina

Os neurônios de dopamina estão, na sua maioria, em lugares como a área tegmental ventral (VTA) e a substância negra (SN). Essas áreas são como o quartel-general do sistema de recompensa do seu cérebro. Quando algo bom acontece, como comer sua comida favorita, a dopamina é liberada e faz você se sentir feliz. Curiosamente, alguns neurônios de dopamina podem ser encontrados em outros lugares do cérebro, mesmo que nem sempre expressem o transportador de dopamina, que é tipo um caminhão de entrega pra dopamina.

Tanto o sistema de orexina quanto o de dopamina estão envolvidos em várias atividades importantes. Eles ajudam a controlar o que a gente come, quanto a gente se move e até como respondemos a Recompensas. Pense neles como a dupla dinâmica do cérebro, trabalhando juntos tipo Batman e Robin, mas em vez de lutar contra o crime, eles tão lutando contra a fome e o cansaço.

O Que Acontece Quando a Orexina Ativa a Dopamina?

Quando a orexina A é injetada na VTA, parece deixar o cérebro ainda mais animado com recompensas, tipo cocaína ou morfina-duas substâncias conhecidas pelos seus efeitos "pra cima". Se você injetar a orexina A diretamente na SN, pode fazer os camundongos correrem como se tivessem visto uma roda gigante de queijo. Porém, se você usar drogas que bloqueiam os receptores de dopamina, pode diminuir toda essa animação da orexina A. É meio que tentar curtir uma festa super animada, mas alguém tá sempre abaixando o volume da música.

Mas os cientistas ainda tão tentando descobrir se a orexina faz toda essa mágica através dos neurônios de dopamina ou se envolve outros tipos de células do cérebro. Isso é um mistério-escorregadio igual a um sabonete na banheira.

Dois Peptídeos na Família da Orexina

O sistema de orexina é composto por dois peptídeos principais: orexina A e orexina B. Esses são derivados de uma proteína maior que é picada em pedaços menores. A orexina A pode ativar ambos os tipos de receptores de orexina no cérebro, enquanto a orexina B trabalha principalmente com um tipo.

Quando os cientistas procuram por esses receptores na VTA e na SN, eles encontram, mas ainda tão perdidos sobre quais tipos exatos de células expressam esses receptores. Alguns estudos sugerem que os receptores de orexina de fato estão presentes nos neurônios de dopamina. É como ir a uma festa e encontrar alguns amigos lá, mas ainda não ter certeza de como todos eles se conhecem.

Vamos Mapear os Receptores

Os pesquisadores tentaram descobrir onde exatamente esses receptores de orexina estão nos neurônios de dopamina. Eles usaram um método chique chamado hibridização in situ fluorescente, que é uma maneira divertida de fazer células específicas do cérebro brilharem sob uma luz especial.

Nos camundongos de controle, descobriram que uma porcentagem significativa dos neurônios de dopamina expressava o receptor Ox1R e uma parte menor expressava o Ox2R. Olhando os números, dá pra dizer que cerca de metade dos neurônios de dopamina usava o Ox1R como um par de sapatos novos, enquanto só um quarto tava de Ox2R. Eles até descobriram que alguns neurônios não expressavam nenhum receptor de orexina, meio que aquele amigo que sempre aparece mas nunca repete a roupa.

O Papel Funcional do Ox1R

Já que descobriram que o Ox1R é o principal jogador nos neurônios de dopamina, os pesquisadores decidiram investigar o que acontece quando tiram ele da jogada. Eles criaram um tipo especial de camundongo que não expressa esse receptor especificamente nos neurônios de dopamina. Comparando esses camundongos com os normais, eles podiam ver como a ausência do Ox1R afetava vários comportamentos.

Explorando os Resultados Comportamentais

A primeira coisa que eles analisaram foi como esses camundongos se comportavam em situações que geralmente desencadeiam exploração ou empolgação. O teste do "campo aberto novel" foi uma maneira de checar isso. Nesse teste, tanto os machos quanto as fêmeas sem Ox1R mostraram muito entusiasmo, se movendo mais do que os camundongos de controle. Se eles estivessem em uma corrida, provavelmente ganhariam, mas precisariam ser lembrados de se acalmar de vez em quando.

Curiosamente, enquanto ambos os sexos mostraram atividade aumentada, as fêmeas pareciam ficar um pouco mais agitadas com certos comportamentos, como atividades estereotípicas, que parecem um pouco como se não conseguissem ficar paradas.

Os Efeitos da Injeção de Orexina A

Quando os cientistas injetaram orexina A nos cérebros desses camundongos especiais, eles viram que aumentou ainda mais a locomoção em comparação aos camundongos normais. Era como se esses camundongos tivessem acabado de descobrir um bar de lanches liberados. Eles tavam cheios de energia.

No teste do buraco, as fêmeas sem Ox1R enfiaram o focinho nos buracos muito mais frequentemente do que suas contrapartes normais, mas logo se esqueceram disso assim que se acostumaram com a configuração. É como se estivessem numa caça ao tesouro, mas perderam o interesse rapidamente depois dos primeiros itens fáceis de encontrar.

Ansiedade, Recompensa e Níveis de Energia

Em seguida, os pesquisadores analisaram se a falta de Ox1R mudava como os camundongos processavam energia ou respondiam a recompensas. Eles usaram testes de duas garrafas com soluções doces pra ver se os camundongos mostravam preferência por substâncias açucaradas. Os resultados mostraram que ambos os tipos de camundongos gostavam igual do doce, indicando que a Orexina não tava jogando um papel importante na preferência por açúcar.

Eles também observaram como esses camundongos reagiam à cocaína em um teste especial de emparelhamento. Surpreendentemente, os camundongos sem Ox1R ainda mostraram preferência pela cocaína, assim como algumas pessoas ainda escolhem sobremesa mesmo estando de dieta. Isso mostrou que a ausência do Ox1R realmente não mudou a resposta deles a recompensas.

Explorando os Caminhos Neuronais

Pra descobrir os caminhos reais no cérebro que foram afetados pela falta de Ox1R, os pesquisadores usaram imagem PET. Eles descobriram que a ausência do Ox1R levou a uma atividade aumentada em áreas específicas do cérebro, enquanto menos atividade foi encontrada em outras quando injetaram orexina A. Foi tudo muito dramático-como se o cérebro tivesse sua própria novela se desenrolando.

O Papel dos Receptores de Dopamina

Os receptores de dopamina, conhecidos como DRD1 e DRD2, também foram avaliados em relação ao sistema de orexina. A exclusão do Ox1R nos neurônios de dopamina afetou esses receptores em certas áreas do cérebro. Parece que essa exclusão reduziu o DRD1 e fez algumas mudanças no DRD2 também. A falta desses receptores em certas áreas pode significar menos ativação nesses caminhos-muito parecido com diminuir o volume da sua música favorita.

Conclusão

Em resumo, o estudo destaca como o sistema de orexina impacta o comportamento, especialmente em relação à Novidade e à exploração. Descobriu-se que o Ox1R é um jogador principal nesse processo, especialmente nos neurônios de dopamina. Enquanto a atividade aumentada e a empolgação na ausência do Ox1R apontam pra níveis elevados de excitação, também revela que a sinalização da orexina é essencial pra manter as coisas equilibradas. Assim como a mistura perfeita de gotas de chocolate na massa dos biscoitos, muita excitação pode levar ao caos em vez da ordem.

Os pesquisadores prepararam o terreno pra estudos futuros que podem explorar ainda mais como a orexina interage com a dopamina-quem sabe levando a insights que podem ajudar a resolver questões como hiperatividade ou déficits de atenção em humanos. Então, mantenha o cinto de segurança afivelado; a exploração do cérebro tá só começando!

Fonte original

Título: Deficiency of Orexin Receptor Type 1 in Dopaminergic Neurons Increases Novelty-Induced Locomotion and Exploration

Resumo: Orexin signaling in the ventral tegmental area and substantia nigra promotes locomotion and reward processing, but it is not clear whether dopaminergic neurons directly mediate these effects. We show that dopaminergic neurons in these areas mainly express orexin receptor subtype 1 (Ox1R). In contrast, only a minor population in the medial ventral tegmental area express orexin receptor subtype 2 (Ox2R). To analyze the functional role of Ox1R signaling in dopaminergic neurons, we deleted Ox1R specifically in dopamine transporter-expressing neurons of mice and investigated the functional consequences. Deletion of Ox1R increased locomotor activity and exploration during exposure to novel environments or when intracerebroventricularely injected with orexin A. Spontaneous activity in home cages, anxiety, reward processing, and energy metabolism did not change. Positron emission tomography imaging revealed that Ox1R signaling in dopaminergic neurons affected distinct neural circuits depending on the stimulation mode. In line with an increase of neural activity in the lateral paragigantocellular nucleus (LPGi) of Ox1R{Delta}DAT mice, we found that dopaminergic projections innervate the LPGi in regions where the inhibitory dopamine receptor subtype D2 but not the excitatory D1 subtype resides. These data suggest a crucial regulatory role of Ox1R signaling in dopaminergic neurons in novelty-induced locomotion and exploration.

Autores: Xing Xiao, Gagik Yeghiazaryan, Fynn Eggersmann, Anna L. Cremer, Heiko Backes, Peter Kloppenburg, A. Christine Hausen

Última atualização: 2024-08-16 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.06.552140

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.06.552140.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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