Insuline, lang bekend als een belangrijke regulator van de bloedsuikerspiegel, heeft nu een nieuw gewaardeerde rol in de hersenen.
Vanderbilt University Medical Center onderzoekers samen met collega's in Texas, hebben ontdekt dat insuline niveaus van de hersenen dopamine-systemen, die betrokken zijn bij drugsverslaving en veel neuropsychiatrische omstandigheden van invloed zijn.
In aanvulling op wat suggereert mogelijke nieuwe targets voor de behandeling van drugsmisbruik, de bevindingen doen vragen rijzen over de vraag of onjuiste controle van insuline niveaus - zoals bij diabetes - van invloed kunnen risico's voor attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) of invloed op de effectiviteit van de huidige ADHD medicatie.
De studie, geleid door Aurelio Galli, Ph.D., in het Centrum voor Moleculaire Neurowetenschappen en Calum Avison, Ph.D., in het Instituut van de Imaging Science (VUIIS), verschijnt deze week online in de Public Library of Science Biology ( PLoS Biology).
De psychostimulantia drugs amfetamine en cocaïne, evenals gerelateerde medicijnen voor ADHD, blokkeren de heropname van de neurotransmitter dopamine door dopamine transporters (DAT-bestanden) en verhoging van het niveau van dopamine signalering. Sommige van deze verbindingen, waaronder amfetamine, ook leiden tot een massale uitstorting van dopamine door de DAT's.
De resulterende toename van de synaptische dopamine verandert aandacht, verhoogt de motorische activiteit en speelt een belangrijke rol in de verslavende eigenschappen van psychostimulantia.
Maar de link tussen insuline status en dopaminerge functie is niet meteen duidelijk.
"In de jaren 1970, waren er artikelen waaruit blijkt dat, in dieren met type 1 diabetes, psychostimulantia zoals amfetamine niet zou locomotorisch gedrag toenemen", zegt Galli, universitair hoofddocent van de Moleculaire Fysiologie en Biofysica. "We hadden geen duidelijk inzicht in waarom dat gebeurde."
Dit leidde tot Galli en zijn collega's het verband tussen insuline signalering en amfetamine actie te onderzoeken.
Met behulp van een rat model van type 1 - of juveniele - diabetes die insuline niveaus zijn uitgeput, Galli groep beoordeelde de functie van de dopaminerge route in het striatum, een deel van de hersenen die rijk zijn aan dopamine.
Bij afwezigheid van insuline, amfetamine-geïnduceerde dopamine signalering was verstoord, vonden ze. Dopamine-afgifte in het striatum was ernstig aangetast en de expressie van DAT op het oppervlak van het zenuwuiteinde - waar het normaal gesproken optreedt te inactiveren dopamine - was significant verminderd.
Het ontbreken van het eiwit op het plasmamembraan voorkomt dat de amfetamine-geïnduceerde toename in extracellulaire dopamine, en op zijn beurt, amfetamine niet activeren van de dopamine paden die belonen, aandacht en beweging te stimuleren, Galli opgemerkt.
De onderzoekers hebben vervolgens hersteld insuline door het pulseren van de hormoon terug in de hersenen van de diabetische dieren en vond dat het systeem weer normaal, wat aangeeft dat het gebrek aan insuline in het striatum direct amfetamine ingegrepen.
U sluit de fysiologische bevindingen aan activiteit in de intacte hersenen, medewerkers in de VUIIS, onder leiding van Avison, ontwikkelde een sonde voor de hersenen DAT-activiteit met behulp van functionele magnetische resonantie imaging (fMRI).