Neuromelanin trong bệnh Parkinson: Tyrosine Hydroxylase và Tyrosinase Phần 1

Trừu tượng:

Bệnh Parkinson (PD) là một bệnh liên quan đến lão hóa và là bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến thứ hai sau bệnh Alzheimer. Các triệu chứng chính của PD là rối loạn vận động kèm theo sự thiếu hụt chất dẫn truyền thần kinh dopamine (DA) ở thể vân do tế bào thần kinh DA của vùng đen đen bị chết.

Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều nghiên cứu nhận thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa rối loạn vận động và trí nhớ. Trí nhớ và khả năng nhận thức của con người có thể được cải thiện thông qua các bài tập thể dục phù hợp, nhưng việc ngồi lâu và thiếu vận động sẽ ảnh hưởng đến hệ thần kinh của con người, thậm chí dẫn đến suy giảm nhận thức, suy giảm trí nhớ và các vấn đề khác.

Trước hết, tập thể dục có thể thúc đẩy lưu thông máu trong não, từ đó tăng cường cung cấp chất dinh dưỡng cho tế bào thần kinh, tăng cường trao đổi chất và thúc đẩy sản sinh tế bào thần kinh mới. Sự cải thiện này có thể làm tăng năng lực và tính linh hoạt của não đồng thời thúc đẩy sự hình thành và duy trì mạng lưới thần kinh, từ đó cải thiện trí nhớ và khả năng học tập của con người.

Thứ hai, tập thể dục cũng có thể thúc đẩy quá trình lưu thông máu của cơ thể, cải thiện quá trình trao đổi chất và hệ thống miễn dịch của cơ thể, từ đó nâng cao sức đề kháng của cơ thể và ngăn ngừa sự xuất hiện của các bệnh khác nhau. Những căn bệnh này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe thể chất của con người mà còn ảnh hưởng đến não bộ, làm giảm khả năng nhận thức và trí nhớ.

Ngoài ra, thông qua tập thể dục phù hợp, con người có thể giải phóng căng thẳng về thể chất và tâm lý, đồng thời giải tỏa những cảm xúc như lo lắng, căng thẳng, trầm cảm. Những cảm xúc này sẽ không chỉ ảnh hưởng đến trạng thái tinh thần của một người mà còn làm tổn thương não bộ, ảnh hưởng đến trí nhớ và khả năng học tập của con người. Vì vậy, tập thể dục thích hợp có thể tăng cường sức khỏe thể chất và tinh thần, đồng thời cải thiện trí nhớ và khả năng học tập của con người.

Tóm lại, có mối liên hệ chặt chẽ giữa rối loạn vận động và trí nhớ. Tập thể dục đúng cách có thể tăng cường sức khỏe của cơ thể và não bộ, đồng thời cải thiện khả năng nhận thức và trí nhớ của con người. Vì vậy, chúng ta nên tích cực tham gia thể thao và duy trì lối sống lành mạnh để cải thiện sức khỏe thể chất, tinh thần và chất lượng cuộc sống. Có thể thấy, chúng ta cần cải thiện trí nhớ, và Cistanche Deserticola có thể cải thiện trí nhớ đáng kể vì Cistanche Deserticola là một dược liệu cổ truyền của Trung Quốc có nhiều tác dụng độc đáo, một trong số đó là cải thiện trí nhớ. Hiệu quả của Cistanche Deserticola đến từ nhiều thành phần hoạt chất có trong nó, bao gồm axit tannic, polysaccharides, flavonoid glycoside, v.v. Những thành phần này có thể tăng cường sức khỏe não bộ thông qua nhiều con đường khác nhau.

Bấm Biết để cải thiện trí nhớ ngắn hạn

Hai dấu hiệu mô bệnh học chính tồn tại ở PD: thể vùi trong tế bào được gọi là thể Lewy chủ yếu bao gồm protein -synuclein, các oligome được tạo ra do gấp nếp sai được coi là chất độc thần kinh, gây chết tế bào DA; và các sắc tố đen được gọi là Neuromelanin (NM) có trong tế bào thần kinh DA và làm giảm rõ rệt PD.

Sự tổng hợp NM ở người được coi là tương tự như sự tổng hợp melanin trong tế bào hắc tố; Quá trình tổng hợp melanin ở da là thông qua DOPAquinone (DQ) bởi tyrosinase, trong khi quá trình tổng hợp NM ở tế bào thần kinh DA thông qua DAquinone (DAQ) bởi tyrosine hydroxylase (TH) và L-amino acid decarboxylase thơm (AADC).

DA trong tế bào chất có tính phản ứng cao và được cho là bị oxy hóa một cách tự nhiên hoặc bởi tyrosinase không xác định thành DAQ và sau đó được tổng hợp thành NM. Sự tích lũy NM nội bào trên ngưỡng cụ thể đã được báo cáo là có liên quan đến cái chết của tế bào thần kinh DA và kiểu hình PD.

Đánh giá này báo cáo những tiến bộ gần đây trong quá trình sinh tổng hợp và sinh lý bệnh của NM trong PD.

Từ khóa:

dopamin; locus coeruleus; hắc tố; tế bào thần kinh; norepinephrine; bệnh Parkinson; chất đen; tyrosinase; tyrosine hydroxylase.

1. Neuromelanin (NM) trong bệnh Parkinson

Bệnh Parkinson (PD) là một bệnh đặc trưng ở người, tiến triển, liên quan đến lão hóa và là bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến thứ hai sau bệnh Alzheimer [1]. Năm 1817, James Parkinson ở London xuất bản cuốn "Bài luận về bệnh rung lắc", mô tả lâm sàng toàn diện đầu tiên về một chứng rối loạn sau này được đặt tên là bệnh Parkinson. Các triệu chứng chính của PD là các triệu chứng vận động, chẳng hạn như run, vận động chậm, cứng đơ và mất ổn định tư thế, cũng như các triệu chứng không vận động bao gồm mất khứu giác, táo bón, mất ngủ, rối loạn hành vi giấc ngủ REM (RBD), lo lắng, trầm cảm, mệt mỏi, suy giảm nhận thức [1].

Hầu hết PD là lẻ tẻ, không có tiền sử gia đình (sPD). Chỉ 5–15 phần trăm các trường hợp là bệnh PD gia đình (fPD) [2,3]. Sinh lý bệnh của PD được nghiên cứu bằng phân tích sinh hóa của não PD sau khi chết vào giữa thế kỷ 20 [4–7].

Mặc dù sinh lý bệnh của PD vẫn chưa được biết rõ, nhưng sPD được cho là do tác động kết hợp của các yếu tố môi trường và di truyền. Các triệu chứng chính của PD, một chứng rối loạn vận động, được biết là do giảm chất dẫn truyền thần kinh dopamine (DA) ở thể vân ở hạch nền do thoái hóa thần kinh của các tế bào thần kinh DA đen thể vân và việc bổ sung DA bằng tiền chất trực tiếp L{ {0}},4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) vẫn là tiêu chuẩn vàng về dược lý điều trị bệnh PD sau 5 thập kỷ kể từ những năm 1970 [1,7,8].

Điều trị bằng L-DOPA có hiệu quả cao trong việc làm giảm nhiều triệu chứng cốt lõi của bệnh PD, nhưng nó không ngăn chặn sự tiến triển của thoái hóa thần kinh và sau đó dẫn đến giảm hiệu quả và các tác dụng phụ khác nhau như rối loạn vận động [7,8].

Việc phát hiện ra các gen gây bệnh hoặc nhạy cảm của nhiều loại fPD khác nhau, kể từ cuối thế kỷ 20, đã thúc đẩy mạnh mẽ việc làm sáng tỏ cơ chế phân tử của sPD [3];fPD được đặt tên theo thứ tự phát hiện các locus gen như PARK1 ( -synuclein,SNCA [9,10]) và PARK2 (parkin, PRKN [3,11,12]). Hơn 20 PARK đã được báo cáo. Chữ viết tắt PARK có nguồn gốc từ tên PARKinson.

Đột biến ở một số genin fPD được coi là nguyên nhân và cũng liên quan đến vị trí nhạy cảm ở sPD, ví dụ, gen -synuclein (SNCA và PARK1) [9,10], parkin (PARK2) [3,11], kinase giả định do PTEN gây ra 1 (PINK1 và PARK6) [13,14] và kinase 2 lặp lại giàu leucine (LRRK2 và PARK8) [15–18].

Có hai dấu hiệu mô bệnh học chính trong bệnh PD ở các tế bào thần kinh da đen đang bị thoái hóa, tức là thể Lewy và sự giảm lượng melanin thần kinh (NM) ở chất đen (SN) (Hình 1): (1) Friedrich Heinrich đã mô tả các thể vùi trong tế bào được gọi là thể Lewy vào năm 1912 [ 19]. Thể Lewy chứa protein -synuclein là thành phần protein chính, và các oligome dạng sợi của protein -synuclein được tạo ra bằng cách cuộn sai được cho là gây độc cho thần kinh và gây chết tế bào DA [20].

Đột biến của gen -synuclein (SNCA) đã được phát hiện vào năm 1997, gây ra fPD (PARK1) chiếm ưu thế trong đó các tế bào thần kinh dopamine thoái hóa chứa cả thể Lewy chứa -synuclein và sắc tố đen NM [9,10].

Vì những lý do này, protein -synuclein đã được kiểm tra rộng rãi trong trường hợp chết tế bào thần kinh DA ở sPD. Tuy nhiên, câu hỏi còn lại là liệu thể Lewy có được quan sát thấy ở fPD trội như PARK1 (SNCA), nhưng không được quan sát thấy ở fPD lặn như PARK2 (PARKIN). (2) Một NM sắc tố đen, được quan sát thấy ở SN người, tăng dần trong quá trình lão hóa bình thường ở những người khỏe mạnh [21].

NM rất giàu trong bộ não của con người, nhưng sự hiện diện của nó cũng được báo cáo trong bộ não của khỉ, chuột nhắt, chó và ngựa [22,23]. Konstantin Tretiakoff [24], năm 1919, đã báo cáo rằng NM giảm rõ rệt trong SN của não PD.

Sự giảm số lượng tế bào thần kinh NM ở một số tế bào thần kinh DA đen trong SN pars compacta (SNpc), có thể nhìn thấy bằng mắt thường, là dấu hiệu mô bệnh học chính của PD. Khác với thể Lewy, NM được quan sát thấy ở sPD, fPD trội và fPD lặn.

NM cũng được chứa trong các tế bào thần kinh norepinephrine (NE) trong locus coeruleus (LC) của con người, trong đó các tế bào thần kinh NE cũng thoái hóa trong PD. Ngược lại với protein -synuclein trong cơ thể Lewy đã nhận được sự quan tâm lớn, quá trình sinh tổng hợp và sinh lý bệnh của NM trong PD vẫn ít được biết đến. Một lý do là việc làm sáng tỏ cấu trúc hóa học của NM gặp khó khăn do chỉ chứa một lượng nhỏ chất này trong não người sau khi chết.

Tuy nhiên, các đặc tính hóa học và con đường sinh tổng hợp của NM đã được làm sáng tỏ trong hai thập kỷ qua dựa trên sự phát triển của phân tích vi mô hóa học của NM được phân lập từ SN của não người sau khi chết [25–27], và sinh lý bệnh của NM đã được xác định. cũng dần được sáng tỏ.

Hình 1. Hai dấu hiệu mô bệnh học của PD ở DA đen thể vân. Các oligome fibrillar được tạo ra bằng cách gấp sai được cho là gây độc thần kinh và gây chết tế bào DA.

Neuromelanin(NM) cũng liên quan đến thoái hóa thần kinh và chết tế bào DA vì NM làm giảm căng thẳng oxy hóa để bảo vệ thần kinh. a-Syn, a-synuclein; NM, tế bào thần kinh; TH, tyrosine hydroxylase; AADCaromatic axit amin decarboxylase; ROS, các loại oxy phản ứng.

2. Sinh tổng hợp Neuromelanin (NM): Tyrosine Hydroxylase và Tyrosinase

NM sắc tố trong SN người được ước tính có nguồn gốc từ DA và cysteine ​​với tỷ lệ mol là 2:1 [27.

Người ta đã báo cáo rằng các chất chuyển hóa catechol khác nhau được kết hợp vào NM trong tế bào thần kinh SN dopamine và tế bào thần kinh NE trong LC, được hình thành bằng quá trình khử amin oxy hóa catecholamine bằng monoamine oxidase (MAO) và sau quá trình khử và oxy hóa bởi aldehyde dehydrogenase (ALDHand aldehyde reductase (AR) ): DOPA, 3,4-axit dihydroxyphenylacetic (DOPAC) và 3,4dihydroxyphenyletanol (DOPET) dưới dạng chất chuyển hóa dopamin; 3,4-axit dihydroxy mandelic(DOMA) và 3,4-dihydroxyphenylethylene; glycol (DOPEG) dưới dạng chất chuyển hóa NE [27-30](Hình 2).
Dựa trên những kết quả này, con đường sinh tổng hợp NM thông qua quá trình oxy hóa DA thành DAquinone (DAÃ) hoặc quá trình oxy hóa NE thành NEquinone đã được đề xuất là tương tự như quá trình sinh tổng hợp melanin liên quan đến con đường nội tại của DOPAquinone (DQ) trong da và tóc người [31] .

Ngoài ra, có ý kiến ​​​​cho rằng các chất chuyển hóa catechol khác nhau được kết hợp vào NM, bao gồm DOPA, DOPAC, DOMA, DOPET và DOPEG, là các chất chuyển hóa của DA và NE được hình thành do quá trình khử amin oxy hóa bằng monoamine oxidase sau đó là quá trình oxy hóa/khử 29] (Hình 3).

Hình 2. Chuyển hóa catecholamine. (DOPA) 3,4-dihydroxyphenylalanine; (DA)dopamin; (NE) norepinephrine; (EN) epinephrine; (3-OMD) 3-O-methyldopa; (3MT) 3-methoxytyramine; (DOPAL) 3,4-dihydroxyphenylacetaldehyde; (NMN) normetanephrine;(DOPEGAL) 3,4-dihydroxyphenylglycolaldehyde; (MN) metanephrine; (MOPAL) 3-methoxy4-hydroxyphenylacetaldehyde; (DOPAC) 3,4-axit dihydroxyphenylacetic; (DOPET) 3,4-dihydroxyphenyletanol; (MOPEGAL) 3-methoxy-4-hydroxyphenylglycolaldehyde; (DOMA)3,4-axit dihydroxymandelic; (DOPEG/DHPG) 3,4-dihydroxylphenylethyleneglycol/3,4-dihydroxyphenylglycol; HVA: axit homovanillic; MOPET: 3-methoxy-4-hydroxyphenyletanol;(VMA) axit vanillylmandelic; (MOPEG/MHPG) 3-methoxy-4-hydroxyphenylethyleneglycol/3-methoxy-4-hydroxyphenylgycol. (TH) tyrosine hydroxylase; (AADC) axit amin thơmdecarboxylase thơm; (DBH) dopamin- -hydroxylase; (PNMT) phenyletanolamine N-methyltransferase;(COMT) catechol-O-methyltransferase; (MAO) monoamin oxydase; (ALDH) aldehyd dehydrogenase; (AR) aldehyd khử. Tên enzyme được in nghiêng để dễ hiểu. Chuyển thể từ [28] với những sửa đổi nhỏ.

Hình 3. Tổng hợp Neuromelanin trong SN hoặc LC. Có thể có sự tham gia của các chất chuyển hóa catecholamine khác nhau được biết là hiện diện ở các vùng khác nhau của não có thể được tích hợp vào NMin chất đen (SN) hoặc locus coeruleus (LC).

Ngoài DA và NE và các dẫn xuất Cys tương ứng, các chất chuyển hóa khác này cũng được cho là có liên quan đến NM. (O) đại diện cho chất oxy hóa. Lấy

For more information:1950477648nn@gmail.com