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Les niveaux d'insuline affectent les systèmes de la dopamine du cerveau

L'insuline, longtemps connue sous le nom de régulateur important des taux de glucose sanguin, a maintenant un rôle neuf apprécié dans le cerveau.

Les chercheurs de centre médical d'université de Vanderbilt, travaillant avec des collègues dans le Texas, ont constaté que les niveaux d'insuline affectent les systèmes de la dopamine du cerveau, qui sont impliqués dans la toxicomanie et beaucoup de conditions neuropsychiatriques.

En plus de proposer les objectifs neufs potentiels pour traiter la toxicomanie, les découvertes soulèvent des questions de savoir si contrôle incorrect des niveaux d'insuline - comme en diabète - peut influencer le risque pour le trouble d'hyperactivité de déficit d'attention (ADHD) ou influencer l'efficacité des médicaments actuels de TDAH.

L'étude, aboutie par Aurelio Galli, Ph.D., au centre pour la neurologie moléculaire et à Calum Avison, Ph.D., dans l'institut de la Science de représentation (VUIIS), apparaît cette semaine en ligne dans la bibliothèque publique de la biologie de la Science (biologie de PLoS).

Les médicaments amphétamine et cocaïne de psychostimulant, ainsi que les médicaments relatifs pour le TDAH, bloquent le reuptake de la dopamine de neurotransmetteur par des tambours de chalut de dopamine (DATs) et augmentent le niveau de la signalisation de dopamine. Certains de ces composés, y compris l'amphétamine, entraînent également une effusion massive de dopamine par DATs.

Le saut de pression donnant droit de la dopamine synaptique modifie l'attention, augmente l'activité motrice et joue un rôle majeur dans les propriétés provoquant une dépendance des psychostimulants.

Mais la tige entre l'état d'insuline et le fonctionnement dopaminergique n'est pas tout à fait apparente.

« Pendant les années 1970, il y avait des articles prouvant que, chez les animaux avec du diabète de type 1, les psychostimulants comme l'amphétamine n'augmenteraient pas le comportement locomoteur, » a dit Galli, professeur agrégé de la physiologie moléculaire et de la biophysique. « Nous n'avons pas eu une compréhension claire de pourquoi cela se produisait. »

Ceci a étincelé Galli et collègues pour vérifier la tige entre la signalisation d'insuline et l'action d'amphétamine.

Utilisant un modèle de rat de type 1 - ou le diabète de type 1 en lequel l'insuline nivelle est épuisé, le groupe de Galli a évalué le fonctionnement de la voie dopaminergique dans le striatum, riches d'une région du cerveau en dopamine.

Faute d'insuline, la signalisation amphétamine-induite de dopamine a été perturbée, il a trouvé. La libération de dopamine dans le striatum a été sévèrement nuie et l'expression de DAT sur la surface de la terminale du nerf - où elle agit normalement d'inactiver la dopamine - était sensiblement réduite.

Le manque de la protéine sur la membrane de plasma évite l'augmentation amphétamine-induite en dopamine extracellulaire, et consécutivement, l'amphétamine n'active pas les voies de dopamine qui stimulent la récompense, l'attention et le mouvement, Galli a noté.

Les chercheurs ont alors remis l'insuline en palpitant l'hormone de nouveau dans le cerveau des animaux diabétiques et ont constaté que le système revient à la normale, indiquant que le manque d'insuline dans le striatum a directement affecté l'action d'amphétamine.

Pour brancher les découvertes physiologiques à l'activité dans le cerveau intact, les collaborateurs dans le VUIIS, abouti par Avison, ont développé une sonde pour l'activité du cerveau DAT utilisant l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI).

« Vous pouvez faire la dissection moléculaire dans les systèmes modèles très bien définis et diviser le système vers le bas en ses constituants, » a dit Avison, professeur de la radiologie et des sciences radiologiques, et professeur de la pharmacologie. « Mais la question est : comment est-ce que cela associe au cerveau intact ? Ce qui est la pertinence avec le fonctionnement général dans le système intact ? »

Fonctionnant avec Galli et Avison, Jason Williams, Ph.D., avait l'habitude le fMRI pour expliquer que chez les rats normaux et sains avec le beaucoup d'insuline, amphétamine a augmenté l'activité neurale dans le striatum. Mais chez les animaux diabétiques, l'activité dans le striatum a été supprimée.

« Ce qui trouve est in vivo une preuve que, dans le rat diabétique intact, la perte d'insuline a compromis DAT trafiquant à la membrane de plasma, » Avison a dit. « Ces expériences prouvent qu'il y a susceptible un effet intense entre ces systèmes importants de neurotransmetteur de dopamine et les mécanismes de signalisation d'insuline, que nous connaissons sont modifiés en diabète »

Les résultats sont une partie de la première pour joindre l'état d'insuline et la fonction cérébrale dopaminergique et pour retenir plusieurs implications pour la santé des personnes et la maladie.

« C'est réellement le premier lien mécaniste in vivo entre le diabète et action d'amphétamine, » Galli a dit. « Ceci offre un point de vue complet neuf sur l'influence de cette maladie (le diabète) sur la fonction cérébrale, ainsi que les maladies avec la signalisation modifiée de dopamine, telle que la schizophrénie et le TDAH. »

Les découvertes proposent que le risque de TDAH puisse avoir un module subordonné et que le contrôle des niveaux et de la réaction d'insuline à l'hormone peut être une cause déterminante importante d'efficacité d'amphétamine dans les patients avec le TDAH, Galli ont noté.

« Nous avons décrit un mécanisme nouveau par lequel le diabète peut affecter la fonction cérébrale. »