Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Neurociência

Novas descobertas sobre a Doença de Parkinson e a função cerebral

Pesquisas mostram interações complexas entre dopamina e GABA no controle do movimento.

― 7 min ler


Insights sobre Parkinson:Insights sobre Parkinson:GABA e Dopaminadoença de Parkinson.neurotransmissores na progressão daEntendendo os papéis dos
Índice

A doença de Parkinson (DP) é um distúrbio cerebral comum que afeta o movimento. Isso acontece quando certas células nervosas no cérebro, chamadas neurônios dopaminérgicos, se degradam e morrem. Isso leva a problemas de controle motor e causa sintomas como lentidão nos movimentos (bradicinesia) e rigidez. Enquanto muitos focam em uma parte do cérebro chamada estriado, estudos recentes mostram que outras áreas, como a substância nigra pars reticulata (SNR), também têm um papel significativo na DP.

A Importância dos Neurônios SNr

A SNr é crucial para como o cérebro controla o movimento. Os principais neurônios nessa área são chamados neurônios GABAérgicos, que enviam sinais que inibem ou desaceleram a atividade em outras regiões do cérebro responsáveis pelo controle motor. Esses neurônios são influenciados por várias conexões de outras partes do cérebro. Eles recebem sinais de neurônios GABAérgicos em outra região chamada globo pálido externo (GPe) e de neurônios excitatórios do núcleo subtalâmico (STN). A Dopamina desempenha um papel chave em como esses sinais são modulados, já que influencia a atividade dos neurônios conectados à SNr.

O Papel da Dopamina na Modulação da Atividade da SNr

A dopamina é um neurotransmissor que afeta bastante como os neurônios se comunicam. Ela é liberada pelos dendritos dos neurônios SNc, que são essenciais para o controle motor. Essa liberação de dopamina ajuda a regular a atividade dos neurônios da SNr. Estudos mostraram que a dopamina pode tanto aumentar quanto reduzir a eficácia dos sinais que chegam do GPe e do STN.

Compreender como a dopamina afeta a SNr é vital para entender seu papel em um cérebro saudável e como isso se altera na doença de Parkinson. Pesquisadores descobriram que em um tipo específico de modelo de camundongo que imita os sintomas de Parkinson, restaurar a dopamina somente na SNr melhorou problemas relacionados ao movimento.

Novas Descobertas Sobre os Neurônios SNc

Pesquisas recentes identificaram outra forma como os neurônios dopaminérgicos na SNc podem influenciar a SNr. Descobriu-se que alguns desses neurônios podem liberar não só dopamina, mas também outros neurotransmissores como glutamato e GABA. Ainda não se sabe se essa co-liberação ocorre nos axônios ou também nos dendritos desses neurônios.

O estudo atual teve como objetivo esclarecer como a dopamina modula a atividade dos neurônios da SNr. Experimentos iniciais usaram técnicas avançadas para investigar os efeitos da dopamina na liberação de GABA dos neurônios do GPe. Os resultados se alinharam com estudos anteriores indicando que a dopamina diminui a liberação de GABA das terminações do GPe.

Efeitos da Ativação do Receptor D2

Para entender melhor essa modulação, os pesquisadores aplicaram um agonista do receptor de dopamina chamado quinpirole. Eles observaram uma redução na força dos sinais de GABA enviados para os neurônios da SNr a partir do GPe, confirmando o efeito inibitório da dopamina. Com o passar do tempo durante a estimulação prolongada, a capacidade dos neurônios do GPe de suprimir a atividade da SNr enfraqueceu, sugerindo que a dopamina não só afeta a liberação de GABA, mas também a excitabilidade geral dos neurônios da SNr.

Curiosamente, quando o quinpirole foi introduzido, a taxa de disparo basal dos neurônios da SNr aumentou, indicando que a liberação tônica de GABA estava sendo reduzida. Essa observação sugere que a liberação tônica de GABA vinha principalmente dos neurônios dopaminérgicos da SNc.

Investigando Fontes de Liberação Tônica de GABA

Para identificar de onde a liberação tônica de GABA pode estar vindo, os pesquisadores exploraram diferentes fontes potenciais dentro da SNr. As terminações do GPe e os astrócitos foram considerados inicialmente. Após conduzir experimentos, eles descobriram que as terminações do GPe provavelmente não contribuíam para a liberação tônica de GABA, já que bloquear a entrada do GPe não alterou a atividade dos neurônios da SNr.

Os astrócitos, ou células cerebrais em forma de estrela, também foram descartados. Embora os astrócitos possam liberar GABA, a ativação específica dos astrócitos foi encontrada para estimular a atividade dos neurônios da SNr, em vez de inibi-la.

O Papel dos Neurônios Dopaminérgicos SNc

Investigações mais aprofundadas apontaram para os neurônios dopaminérgicos da SNc como a fonte da liberação tônica de GABA. Esses neurônios, conhecidos por liberar dopamina, também foram mostrados que liberam GABA. Os pesquisadores usaram várias técnicas, incluindo estratégias de knockdown viral, para interromper a função de uma enzima específica envolvida na produção de GABA. Camundongos sem essa enzima mostraram taxas de disparo mais altas nos neurônios da SNr, apoiando ainda mais a ideia de que os neurônios da SNc são contribuintes significativos para a liberação tônica de GABA.

Além da manipulação genética, métodos farmacológicos foram empregados para inibir a enzima responsável pela síntese de GABA. Os experimentos confirmaram que bloquear essa enzima interrompeu os efeitos usuais do GABA na atividade neuronal na SNr.

Liberação Tônica de GABA na Doença de Parkinson

Em camundongos que modelam sintomas de Parkinson, os pesquisadores observaram uma perda da liberação tônica de GABA. Essa descoberta é crítica porque indica que a via de sinalização do GABA, junto com a sinalização da dopamina, pode estar comprometida em indivíduos com a doença de Parkinson, levando a problemas de controle motor.

Ao examinar a atividade da SNr nesses camundongos, o esperado aumento nas taxas de disparo dos neurônios em resposta a agentes bloqueadores de GABA não ocorreu, marcando uma significativa mudança em relação ao funcionamento normal. Essa observação sugere fortemente que o GABA tônico normalmente presente está ausente nas condições parkinsonianas.

Implicações para Pesquisas Futuras e Tratamentos

As descobertas dessa pesquisa acrescentam à compreensão crescente de como os neurônios de dopamina influenciam funções motoras no cérebro. Destaca a complexidade das interações entre neurotransmissores em condições como a doença de Parkinson. Os resultados sugerem potenciais benefícios de direcionar a liberação tônica de GABA em tratamentos futuros.

Restaurando esse GABA perdido, pode haver uma oportunidade de aliviar problemas de movimento associados à doença de Parkinson. Essa linha de pesquisa abre portas para considerar terapias que visem efetivamente substituir ou modular os níveis de GABA. Abordagens assim poderiam complementar as terapias atuais, ampliando as opções disponíveis para gerenciar os sintomas de Parkinson.

Conclusão

Essa pesquisa destaca a importância tanto da dopamina quanto do GABA no funcionamento da SNr e seu papel no controle do movimento. Revela um método multifacetado de comunicação entre neurônios e oferece novas perspectivas sobre como esses mecanismos podem ficar comprometidos em distúrbios como a doença de Parkinson. Compreender essas dinâmicas será fundamental enquanto pesquisadores e clínicos trabalham para desenvolver tratamentos e terapias mais eficazes para aqueles afetados por essa condição.

Fonte original

Título: Tonic dendritic GABA release by substantia nigra dopaminergic neurons

Resumo: Recent studies have demonstrated the importance of extrastriatal dopamine release in the emergence of the network dysfunction underlying motor deficits in Parkinsons disease (PD). To better characterize the actions of dopamine on substantia nigra pars reticulata (SNr) GABAergic neurons, optogenetic and electrophysiological tools were used in ex vivo mouse brain slices to monitor synaptic transmission arising from globus pallidus externa (GPe) neurons. As predicted by previous work, activation of D2 dopamine receptors (D2Rs) suppressed GABA release evoked by stimulation of GPe axons. However, D2R activation also suppressed a tonic, GABAA receptor-mediated inhibition of SNr spiking. D2R-mediated inhibition of tonic GABA release led to a roughly 30% increase in SNr spiking rate. Chemogenetic inhibition of GPe terminals or excitation of astrocytes did not affect tonic GABA release in the SNr. In contrast, chemogenetic inhibition of dopaminergic neurons or knocking down the expression of aldehyde dehydrogenase 1A1 (ALDH1A1) blunted tonic GABAergic signaling. Antagonizing D1 dopamine receptors on the terminals of striatonigral neurons also modestly increased SNr spiking. Lastly, in a progressive mouse model of PD targeting dopaminergic neurons, the tonic inhibition of SNr neurons by GABA release also was lost. Taken together, these observations suggest that dopamine and GABA are co-released by the dendrites of ALDH1A1-expressing dopaminergic neurons that course through the SNr. The co-release of these transmitters could serve to promote movement by making SNr neurons less responsive to phasic activity arising from the indirect pathway circuitry and by lowering basal spiking rates.

Autores: D. James Surmeier, D. V. Simmons, O. A. Moreno-Ramos, D. D. A. Raj, K. Kaganovsky, J. Ding, R. V. Awatramani, C. Wilson

Última atualização: 2024-05-13 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.27.586699

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.27.586699.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.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Mais de autores

Artigos semelhantes