A katekolaminerg idegsejtfenotipus és neurotranszmisszió molekuláris biológiája

Hasonló dokumentumok
Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

A szkizofrénia dopamin elmélete. Gyertyán István. Richter Gedeon NyRt.

Az agy betegségeinek molekuláris biológiája. 1. Prion betegség 2. Trinukleotid ripít betegségek 3. ALS 4. Parkinson kór 5.

A sejtmembrán szabályozó szerepe fiziológiás körülmények között és kóros állapotokban

A sejtek közöti kommunikáció formái. BsC II. Sejtélettani alapok Dr. Fodor János

Pszichiátriai zavarok neurobiológiai alapjai

A magatartás szabályozása A vegetatív idegrendszer

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

Nemszinaptikus receptorok és szubmikronos Ca2+ válaszok: A két-foton lézermikroszkópia felhasználása a farmakológiai vizsgálatokra.

A somatomotoros rendszer

Prof. Dr. Kéri Szabolcs SZTE ÁOK, Élettani Intézet 2018

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Prof. Dr. Kéri Szabolcs SZTE ÁOK, Élettani Intézet, 2018

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

Neurotranszmisszió. Prof. Dr. Kéri Szabolcs. SZTE ÁOK, Élettani Intézet, Miért fontos a szinapszisokkal foglalkozni?

A DEPRESSZIÓ NEUROKÉMIAI HÁTTERÉNEK VIZSGÁLATA OTKA T Zárójelentés. Témavezető: Dr. Kiss János (MTA KOKI, Budapest)

Kolin-acetiltranszferáz

A MONOAMIN TRANSZPORTEREK FUNKCIONÁLIS SAJÁTSÁGAI: DEPRESSZIÓVAL KAPCSOLATOS KLINIKAI VONATKOZÁSOK

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Új szignalizációs utak a prodromális fázisban. Oláh Zita

Tartalomjegyzék TARTALOMJEGYZÉK

Korai stressz és sérülékenység. Tóth Máté, PhD MTA KOKI Magatartás Neurobiológia Osztály

A sürgősségi ellátás pszichiátriát érintő vonatkozásai II. Definitív pszichiátriai tünetekkel fellépő belgyógyászati kórképek

Interneurális kommunikáció

Asztroglia Ca 2+ szignál szerepe az Alzheimer kórban FAZEKAS CSILLA LEA NOVEMBER

A kémiai szinapszis (alapok)

Az elme betegségeinek molekuláris biológiája

A központi idegrendszer funkcionális anatómiája

Szignalizáció - jelátvitel

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

PhD vizsgakérdések április 11. Próbálja meg funkcionális szempontból leírni és példákon bemutatni az intralimbikus kapcsolatok jelentőségét.

Antidepresszív szerek a gyakorlatban

Affektív zavarok - hangulatzavarok. Hidasi Zoltán

A tanulási és emlékezési zavarok pathofiziológiája. Szeged,

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan

Gyermekkori hiperaktivitás és magatartászavarok diagnosztikája

Az idegrendszer és a hormonális rednszer szabályozó működése

S-2. Jelátviteli mechanizmusok

A [ 3 H]glutamáttal előinkubált hippokampusz szeletből mind az ATP (EC 50 = 5 mm, maximális hatás 10 mm-nál), mind a BzATP; (EC 50 = 0.

Sejt - kölcsönhatások az idegrendszerben

Populációgenetikai vizsgálatok eredményei hangulatzavarokban. Képalkotó vizsgálatok alkalmazása a neuropszichofarmakológiában

CzB Élettan: a sejt

Semmelweis Egyetem, Mentális Egészségtudományok Doktori Iskola, Magatartástudományi Program

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

A függőség fajtái 1. A függőség fajtái 2.

Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika

AZ AGYI DOPAMINERG TRANSZMISSZIÓ PURIN- ERG MODULÁCIÓJA; VISELKEDÉSFARMAKOLÓGIAI KÖVETKEZMÉNYEK

Szignáltranszdukció Mediátorok (elsődleges hírvivők) az információ kémiailag kódolt

Az idegi szabályozás efferens tényezıi a reflexív általános felépítése

Endokrinológia. Közös jellemzők: nincs kivezetőcső, nincs végkamra - hámsejt csoportosulások. váladékuk a hormon

Sejtek közötti kommunikáció:

ADHD Attention Deficit Hyperaktivity Disorder

PROBLÉMAMEGOLDÓ ESETTANULMÁNYOK A NEUROPSZICHIÁTRIA FARMAKOLÓGIÁJÁBÓL

Antidepresszánsok nem konvencionális hatásai a központi és perifériás idegrendszerben

Autonóm idegrendszer

A függőség pszichogenetikája

Farmakodinámia. - Szerkezetfüggő és szerkezettől független gyógyszerhatás. - Receptorok és felosztásuk

Az alvás biológiája. Lőrincz Magor

Egy ritkán látott eset a gyermeksürgősségi ellátás során

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Érzelem és motiváció

Lukácsné Sziray Nóra

Homeosztázis és idegrendszer

Az endokrin szabályozás általános törvényszerűségei

SZERVRENDSZER TOXIKOLÓGIA

Doktori tézisek. Dr. Turu Gábor Semmelweis Egyetem Molekuláris Orvostudományok Doktori Iskola

A neuroendokrin jelátviteli rendszer

Antidepresszív szerek a gyakorlatban. Dr. Bagdy György Semmelweis Egyetem, Gyógyszerhatástani Intézet

Kommunikáció. Sejtek közötti kommunikáció

SZOCIÁLIS VISELKEDÉSEK

Az ATP és az adenozin részvétele az idegsejtek közötti kommunikációban

A NEURODEGENERATÍV BETEGSÉGEK GYÓGYSZERTANA. Tábi Tamás Gyógyszerhatástani Intézet Semmelweis Egyetem OKTATÁSI SEGÉDANYAG

A generalizált szorongás etiológiája és pathomechanismusa

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Élvezeti szerekhez történő hozzászokás in vivo és in vitro vizsgálata

ZÁRÓJELENTÉS Neuro- és citoprotektív mechanizmusok kutatása Vezető kutató: Dr. Magyar Kálmán akadémikus

Genetikai vizsgálatok

Egy idegsejt működése

Pszichiátriai betegségek neuroanatómiai és neurokémiai alapjai

Szinapszis, szinaptogenezis

Ca 2+ Transients in Astrocyte Fine Processes Occur Via Ca 2+ Influx in the Adult Mouse Hippocampus

Limbikus rendszer Tanulás, memória

Neurobiology. Introduction to neurosciences for Cognitive MSs.

III./3.1. Akinetikus rigid tünetekkel járó mozgászavarok

Az idegrendszer élettana: bevezetés + vegetatívum

A SZEROTONIN-2 (5-HT 2 ) RECEPTOROK SZEREPE A SZORONGÁS ÉS ALVÁS SZABÁLYOZÁSÁBAN. Kántor Sándor

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan 4. Spinalis shock. Agytörzs, kisagy, törzsdúcok, agykéreg szerepe a mozgásszabályozásban.

Receptorok, szignáltranszdukció jelátviteli mechanizmusok

III./2.2.: Pathologiai jellemzők, etiológia. III./2.2.1.: Anatómiai alapok

Az erek simaizomzatának jellemzői, helyi áramlásszabályozás. Az erek működésének idegi és humorális szabályozása november 2.

Az aminoxidázok és a NADPH-oxidáz szerepe az ér- és neuronkárosodások kialakulásában (patomechanizmus és gyógyszeres befolyásolás)

Az addikció molekuláris neurobiológiája. Barta Csaba

IDEGSZÖVET 1. neuronok felépítése, típusai, végszervei 2. gliasejtek típusai és funkciója

Átírás:

A katekolaminerg idegsejtfenotipus és neurotranszmisszió molekuláris biológiája Sperlágh Beáta Celluláris és molekuláris neurobiológia PhD kurzus, 2014. 11. 11., MTA KOKI

Előadásvázlat Alapok I. Noradrenalin II. Dopamin Amire koncentrálni fogok: gének, fehérjék, betegségek, gyógyszerek.

Alapok: Katekolaminok definíciója = di-ortohidroxifeniletilamin

Alapok: Neurotranszmitter kritériumok Szintézis és tárolódás az idegvégződésben ingerlésfüggő felszabadulás hatás a posztszinaptikus receptoron inaktivációs mechanizmus

A központi idegrendszer neurotranszmitterei és működési időskálája Serkentő: 70% Gyors Excitátoros aminosavak 90% glutamát aszpartát homociszteát Acetilkolin nachr Szerotonin 5-HT3 ATP P2 Lassú Metabotróp glutamát mglur Noradrenalin Dopamin Hisztamin Peptidek: VIP, CCK, orexin, somatostatin, neurokininek, stb. Gátló 30% GABA Glicin (gerincvelő) Acetilkolin machr Noradrenalin Szerotonin dopamin kannabinoidok Diffúzibilis mediátorok NO, CO

Előadásvázlat Alapok I. Noradrenalin II. Dopamin Hol neurotranszmitter a noradrenalin? 1. Központi idegrendszer 2. Vegetatív idegrendszer szimpatikus posztganglionáris rostok X. Mindkettő

Közös jellemzők: 1. Jól körülhatárolható magokból indulnak ki Centrális noradrenerg pályák 2. Nagy agyterületek diffúz beidegzését adják 3. Dúsan arborizáló axonjaikon nagyszámú varikozitás található, melyeknek jelentős része nem alakít ki szinapszist (NEM-SZINAPTIKUS KÖLCSÖNHATÁSOK, Vizi, 1984) 4. A felszabadult transzmittert nagy affinitású uptake rendszerek távolítják el az extracelluláris térből Fontosabb funkciók Hangulat - kedélyállapot Alvás-ébrenlét, éberség Táplálékfelvétel Szenzoros működések Vérnyomás szabályozás

[Ca 2+ ] i CAM A noradrenalin és a dopamin bioszintézise a-methyl-paratirozin citoplazma fluorodopa carbidopa reserpin tetrabenazin vezikula

A tirozin hidroxiláz enzim aktivitásfüggő szabályozása

A tirozin hidroxiláz enzim kimutatása

A dopamin béta hidroxiláz enzim kimutatása

A noradrenerg transzmisszió és befolyásolási lehetőségei

A noradrenalin felszabadulása lehet A. vezikuláris [Ca 2+ ] o -függő TTX-szenzitív Richter et al., Neuropharmacology, 2012

A noradrenalin felszabadulása lehet B. transzporter mediált [Ca 2+ ] o -független TTX-inszenzitív hőmérsékletfüggő Milusheva et al., Neuroscience, 2003

A noradrenalin plazmamembrán és vezikuláris transzporterei Uptake 1 Uptake 2 Vesicular Transport of noradrenaline (rat heart) V max (nmol/g per min) 1.2 100 K m (μmol/l 0.3 250 0.2 Specificity NA > A > ISO A > NA > ISO NA = A = ISO Location Neuronal membrane Non-neuronal cell membrane (smooth muscle, cardiac muscle, endothelium) Other substrates Inhibitors Methylnoradrenaline Tyramine Adrenergic neuron-blocking drugs (e.g. guanethidine) Cocaine Tricyclic antidepressants (e.g. desipramine) Phenoxybenzamine Amphetamine (+)-Noradrenaline Dopamine 5-HT Histamine Normetanephrine Steroid hormones (e.g. corticosterone) Phenoxybenzamine Synaptic vesicle membrane Dopamine 5-HT Guanethidine MPP + Reserpine Tetrabenazine

A noradrenalin transzporter (NET) MAT Gene Size Human Chromosome DAT hdat 620 amino acids 5p15.3[2] SERT hsert 630 amino acids 17q11.2[2] NET hnet 617 amino acids 16q12.2[2] Na + /Cl - függő equilibratív transzporter Szubsztrátja: noradrenalin, amfetamin, metamfetamine, MDMA (extasy), cocaine, ritalin, 6-hydroxidopamine működése kétirányú

A monoamin transzporterek csereszabatosak

A noradrenalin metabolizmusa

A MAO és a COMT Adrenaline or noradrenaline to 3,4-Dihydroxymandelic acid Metanephrine or normetanephrine to vanillylmandelic acid (VMA) Dopamine to dihydroxyphenylacetic acid 3-Methoxytyramine to homovanillic acid Dopamine 3-Methoxytyramine DOPAC HVA (homovanillic acid) Norepinephrine Normetanephrine Epinephrine Metanephrine Dihydroxyphenylethylene glycol (DOPEG) Methoxyhydroxyphenylglycol (MOPEG) 3,4-Dihydroxymandelic acid (DOMA) Vanillylmandelic acid (VMA)

Adrenerg receptorok felosztása α: noradrenaline > adrenaline > isoprenaline β: isoprenaline > adrenaline > noradrenaline α 1 α 2 β 1 β 2 β 3 Second messengers and effectors PLC activation camp camp camp camp IP 3 DAG Calcium channels Potassium channels Ca 2+ Agonist potency order NA A > ISO A > NA > ISO ISO > NA > A ISO > A > NA ISO > NA = A Selective agonists Phenylephrine, methoxamine Clonidine, clenbuterol Dobutamine, xamoterol Salbutamol, terbutaline, salmeterol, formoterol BRL 37344 Selective antagonists Prazosin, doxazosin Yohimbine, idazoxan Metaoprolol, atenolol Butoxamine

Centrális adrenerg receptorok funkciói Prefrontális kéreg: figyelem, kognitív funkciók, memória Agytörzs: vérnyomásszabályozás, alvásébrenlét Limbikus rendszer: hangulat

A noradrenerg transzmisszió betegségei A depresszió kórformái Előfordulás: kb. 5-10% A. Unipoláris reaktív (50-60%) endogén (25%) genetikus halmozódás B. Bipoláris (10-15 %) Lényege: A kedélyállapot kórós eltolódása negatív/pozitív irányban SNP: Case-control, asszociációs vizsgálatok, GWAS Meta analízisek Meta analízisek összevetése Kandidáns gének:. 5-HTTLPR, HTR1A, TPH1, COMT, DAT1, DRD4

A katekolmainerg transzmisszió betegségei Gatt et al., J. Psychiatry Res, 2014

A depresszió tünetei Depresszió Mánia Pszichés Lehangoltság Pesszimizmus Bűntudat Felhangoltság Optimizmus Fokozott önértékelés Kritikátlanság Pszichomotoros Cselekvési gátoltság Iniciatíva szegénység Étvágy Szexualitás Alvászavar Hiperaktivitás Agresszivitás, intolerancia Étvágy Fokozott szexualitás Alvászavar Hospitalizáció Szuicidum veszély Hospitalizáció Közveszélyesség, agresszió

A depresszió fontosabb hipotézisei Monoamin (1965) HPA axis (1985) Citokin (1999) Neuroplaszticitás (2003) Neurodegeneratív (2005) Network (2007) Glutamát Belmaker, RH; Agam, Galila New England Journal of Medicine. 358(1):55-68, January 3, 2008. Maletic et al,, Int. J. Clin. Pract,.2007 From Sanacora et al. Nat. Rev Drug Disc. 2008

A monoamin hipotézis: érvek és ellenérvek

A depresszió modellezése állatkísérletekben Behavioral despair anhedonia szorongás

A depresszió modellezése állatkísérletekben

A transzporter gátló antidepresszánsok hatásmechanizmusa

Centrális dopaminerg pályák Fontosabb funkciók Motoros működések kéreg alatti kontrollja Viselkedés Önjutalmazási-büntetési rendszer Hormonszekréció Hányás

A dopamin és újrafelvétele és metabolizmusa DAT

Kórós dopamin metabolizmus

Dopamin receptorok felosztása D 1 type D 2 type Distribution D 1 D 1 D 5 D 2 D 3 D 4 Cortex +++ - ++ - + Limbic system +++ + ++ + Striatum +++ + ++ + + Ventral hypothalamus and anterior pituitary - - ++ + - Agonists Dopamine + (low potency) + (low potency) Apomorphine PA (low potency) PA (low potency) Bromocriptine PA (low potency) PA (low potency) + (high potency) + (high potency) + (high potency) + (high potency) + (high potency) + (high potency) + (high potency) + (high potency) + (high potency) Antagonists Chlorpromazine + + +++ +++ + Haloperidol ++ + +++ +++ +++ Spiperone - - +++ +++ +++ Sulpiride - - +++ ++ - Clozapine + + + + ++ Signal transduction Increase camp Increase camp Decrease camp and/or increase IP 3 Decrease camp and/or increase IP 3 Decrease camp and/or increase IP 3 Effect Mainly postsynaptic inhibition Mainly postsyn aptic inhibitio n Pre- and postsynaptic inhibition Stimulation/ inhibition of hormone release Pre- and postsynaptic inhibition Stimulation/ inhibition of hormone release Pre- and postsynaptic inhibition Stimulation/ inhibition of hormone release

Dopamin receptorok D1 receptor D3 receptor

Az dopaminerg rendszert érintő neurodegeneratív betegségek

Parkinson kór Lényege: a nigrostriatális dopaminerg pálya degenerációja Oka: idiopathiás vagy szekunder (gyógyszer indukált, MPTP, rotenon) Jellege: krónikus, progresszív, időskori Legfontosabb tünetek Nyugalmi tremor Izomrigiditás Bradykinesia vagy akinesia Poszturális instabilitás Finomkoordináció zavara Dementia, depresszió nem szükségszerű Szövettani jellegzetesség: Lewy-testek Neurokémiai elváltozások: striatális dopamin tartalom dopamin felvétel

A Parkinson kór kialakulásában szerepet játszó tényezők Környezeti rizikófaktorok: Rotenon, paraquat, MPTP Genetikus prediszponáló faktorok: a-synuclein, parkin, ubiquitin hidroláz mutáció Mitokondriális diszfunkció Abnormális proteinek aggregációja Kóros protein oxidáció/nitráció Nigrostriatális dopaminerg pálya szelektív degenerációja Extrapiramidális mozgásszervi tünetek

Antiparkinzon gyógyszerek

Tünetei Pozitív Érzékelés zavarai Hallucinációk Téveseszmék Elidegenedési élmény Gondolkodás zavarai Inkoherencia Dezorganizáció Kognitív deficit (nem feltétlen) Viselkedés zavarai Pszichomotoros nyugtalanság Inadekvát viselkedés Skizofrénia Előfordulás: 1%, herediter, fiatal felnőttkor Jellege: krónikus, progresszív, nem neurodegeneratív Negatív Érzelmi-hangulati élet zavarai Érzelmi elsivárosodás Anhedonia Viselkedés zavarai Indítékszegénység (katatónia, stupor) aszociabilitás

A skizofrénia dopaminerg hipotézise

Social interaction freqvency Social interaction time (%) Stereotypia (score) Central area (LineX) Locomotion (LineX) Ataxia (score) PCP indukált schizophrenia modell egérben 600 500 ** *** 2.5 2.0 *** *** 400 1.5 300 200 ** ** 1.0 *** 100 0.5 0 4.5 4.0 P2rx7 +/+ P2rx7 -/- *** *** 0.0 120 100 P2rx7 +/+ P2rx7 -/- * 3.5 3.0 2.5 *** 80 60 2.0 1.5 *** *** 40 20 1.0 35 30 P2rx7 +/+ P2rx7 -/- *** 6 0 P2rx7 +/+ P2rx7 -/- *** 25 ** 5 20 15 10 * 4 3 2 *** *** 5 1 0 P2rx7 +/+ P2rx7 -/- 0 P2rx7 +/+ P2rx7 -/-

A D2 receptor antagonizmus és az neuroleptikus potenciál korrelációja Egyéb receptorok szerepe: D3, D4, D5, 5-HT2A/C, NMDA

Cariprazine: egy új magyar dopaminerg gyógyszer D2 és D3 parciális agonista 5HT1A antagonista Skizofrénia és bipoláris mánia

Vannak-e nem katekolaminerg transzmitterek a katekolaminerg neuronokban? 1. Purinok IGEN!!! 3. Aminosavak 2. Peptidek Pl. NPY