Fra mollusks til pattedyr, nylig oppdagede kjemiske veier av serotonin i nervesystemet er banet en vei mot fremtidig farmasøytisk behandling for depresjon og andre lidelser.
"Forstå roman serotonin stier i en vev-avhengig måte er nyttig for utvikling av legemidler ment å bevare serotonerge signalering," sa Jeffrey N. Stuart, en doktorgradsstudent ved Institutt for kjemi ved University of Illinois i Urbana-Champaign .
Nyere funn av Stuart og hans Illinois kolleger var temaet for en prat, "Karakterisering av Novel Serotonin biokjemiske mekanismer for Potential Therapeutic Applications," forrige måned på American Chemical Society to hundre og tjueåttende National Meeting i Philadelphia og et papir i august utgaven av Journal of Neurochemistry.
Serotonin (5-hydroxytryptamine, eller 5-HT) er en nevrotransmitter til stede i hele kroppen. Når nervecellene som inneholder den er aktivert, er serotonin utgitt. Det reiser og stimulerer andre nerve celler, slik at deres budskap å spre gjennom nervesystemet.
"Når serotonin blir frigitt, om du ikke ønsker sitt signal å vare evig", sier Jonathan Sweedler, professor i kjemi og Stuart faglige rådgiver. Signalet forårsaket av serotonin er slått av enzymer som inaktiverer det ved å konvertere den til ulike metabolitter, som de oppdaget av Stuart.
Forstyrrelser av serotonin signalveier er tenkt å skje i lidelser som depresjon, angst, krybbedød, ADHD og irritabel tarm syndrom. Mange farmasøytiske behandlinger gjenopprette trasé ved å hindre den cellulære opptaket av serotonin, der det er konvertert til andre metabolitter, eller ved direkte hemme enzymer ansvarlig for molekylær konvertering.
Fordi serotonin er fordelt over hele kroppen, legemidler ment å løse serotonin ubalanser i en bestemt vev, for eksempel i hjernen, til slutt får virkning i andre vev i tillegg. Det fører potensielt til uønskede bivirkninger.
Stuart, ved hjelp av en deteksjon system bygget for å måle serotonin og relaterte forbindelser, fant to nye serotonin metabolitter i nervesystemet av marine bløtdyr. Metabolittene var i separate ennå tilstøtende kroppens vev, noe som tyder på, sa han, at ulike kjemiske stier eksisterer for å konvertere serotonin.
"Karakterisering av site-spesifikke serotonin pathways kunne gi romanen middel som å mer presist mål vev-spesifikke sykdommer relatert til 5-HT, for eksempel i hjernen eller enteriske nervesystemet," sa han. "Fordi enzymer finnes i pattedyr som kan konvertere serotonin inn metabolitter, kan fremtidige behandlinger av nervesystemet lidelser utnytte disse banene slik at bare en bestemt vei på et bestemt vev blir påvirket."
Marine bløtdyr, som arter Aplysia californica og Pleurobranchaea californica som ble benyttet i disse forsøkene, anses å være ideelle modellsystemer for å studere serotonin behandling fordi de har enklere nervesystem enn pattedyr. "De har større, lettere identifiserte nerveceller," Stuart sa.
Bløtdyr er også god modell systemer fordi de viser noen pattedyr-lignende kvaliteter som påvirker adferd, slik som læring og hukommelse, et funn som Nobelprisen i fysiologi eller medisin ble tildelt i 2000 til Eric Kandel av Columbia University i New York. Kandel studert hvordan læring atferd var relatert til serotonerg og andre signalveier i Aplysia californica, som er sjøsnegler fargen på en lilla plomme som spenner opp til en melon i størrelse.