Szadadgyökök, mint szignál molekulák

5.A szabadgyök, mint szabályzó szignál molekulák az agyban és az idegsejtekben

A neurális (idegi) szignálfolyamatok szabályozásához is elengedhetetlenek a reaktív oxigén és nitrogén származékok. Például a szabadgyökök nélkülözhetetlenek a szinaptikus plaszticitáshoz és az emlékezet kialakuláshoz.

Az idegsejt szinpatikus membránjaiban lévő NADPH (nikotinamid-dinukleotid-foszfát) oxidáz enzim, fontos forrása a szuperoxid szabadgyök termelésnek, amely szükséges a normális neurális funkciókhoz, mint a hippocampális hosszú távú potenciáció (long term potentiation: LTP), és a hippocampus-függő memóriaképzés. A kortikális asztrocita sejtekben a szabadgyökök képesek szabályozni a gerjesztő glutamát neurotranszmitter felvételét, mégpedig úgy, hogy oxidálják a proteinek szulfihidril csoportjait. Az NO (nitrogén-monoxid) egy olyan szabadgyök molekula, amely számos módon képes működni, többek között képes szabályozni a neurotranszmitter kibocsátást, és emiatt a szinaptikus aktivitást is, valamint ezek mellett részt vesz a szinaptikus plaszticitás folyamataiban is. Utóbbi folyamatokban a hidrogén-peroxidnak (H2O2) is jelentős szerepe van.

A tápanyag beáramlására, mint egy sejten belüli üzenet működik a mitokondriumok és a citoszol között. A hipotalamusz sejtek mitokondriumai által termelt reaktív oxigén származék alapvető szerepet játszanak a táplálékfelvétel szabályozásában.

Kevésbé ismert, hogy a dopamin, noradrenalin és a szerotonin jelentős szabadgyökfogó (antioxidáns) és neuroprotektív képességgel is rendelkeznek. A tirozinból szintetizált katekolaminok, mint a dopamin, noradrenalin és az adrenalin, valamint a triptofánból képződő szerotonin, ismert klasszikus neurotranszmitterek a központi és perifériális idegrendszerben. Ezek a neurotranszmitterek, illetve a metabolikus származékaik a feltételektől függően neurotoxikus vagy neuroprotekív szerepet tölthetnek be.

A szerotonin és prekurzorai erős antioxidáns tulajdonságúak, amelyek csillapítják a szabadgyök indukált neuronális halált anélkül, hogy a szerotonin receptorokkal kapcsolatba kerülnének.

A dopamin és ennek ötféle receptora különféle szerepet játszik a központi idegrendszerben. A D1 és D5 dopamin receptorok aktiválása képes antioxidáns választ indukálni. A D5 antioxidáns válasza, pedig a NADPH oxidáz aktivitásának gátlása révén valósul meg.

Kolinerg neuronban a noradrenalin csökkenti a kaszpáz aktivációt és a reaktív oxigén képződést, valamint gátolja a lipidperoxidációt.

Nagyobb dózisú katekolamin apoptózist indukál, ugyanakkor, mint antioxidáns megelőzi a szabadgyökök közvetítette neurotoxicitást. A katekol kémiai szerkezet fontos a katekolaminok antioxidatív működéséhez. Ismert, hogy a sejtek redox állapota nagymértékben összefügg a vas és a réz szerepével és ezek szabályozásával. A katekolaminok komplex képzés révén kelátot képezhetnek (megkötik) a vassal, a rézzel és egyéb fémekkel, így képesek gátolni a szabadgyök termelést és szabályozni az idegsejtek redoxpotenciálját.

Röviden: a dopamin, a noradrenalin és a szerotonin, mint antioxidáns és szabadgyökfogóként is működhetnek, bár jelenleg nem ismert, hogy milyen folyamatok állnak annak hátterében, hogy ezek a neurotranszmitterek, illetve származékaik a feltételektől függően neurotoxikus vagy neuroprotekív szerepet produkálnak az ideg sejtek túlélése szempontjából.

[download id=”3″]

Dr. Bokkon István Ph.D