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Os níveis da insulina afectam os sistemas da dopamina do cérebro

A insulina, conhecida por muito tempo como um regulador importante da glicemia nivela, tem agora um papel recentemente apreciado no cérebro.

Os pesquisadores do centro médico de universidade de Vanderbilt, trabalhando com os colegas em Texas, encontraram que os níveis da insulina afectam os sistemas da dopamina do cérebro, que são envolvidos na toxicodependência e em muitas circunstâncias neuropsiquiátricas.

Além do que a sugestão de alvos novos potenciais para tratar o abuso de drogas, os resultados levantam perguntas se controle impróprio de níveis da insulina - como no diabetes - pode impactar o risco para a desordem da hiperactividade do deficit de atenção (ADHD) ou influenciar a eficácia de medicamentações actuais de ADHD.

O estudo, conduzido por Aurelio Galli, Ph.D., no centro para a neurociência molecular e o Calum Avison, Ph.D., no instituto da ciência da imagem lactente (VUIIS), aparece em linha esta semana na biblioteca pública da biologia da ciência (biologia de PLoS).

As drogas anfetamina e cocaína do psychostimulant, assim como as medicamentações relacionadas para ADHD, obstruem o reuptake da dopamina do neurotransmissor por transportadores da dopamina (DATs) e aumentam o nível de sinalização da dopamina. Alguns destes compostos, incluindo a anfetamina, igualmente causam uma manifestação maciça de dopamina com DATs.

O impulso resultante da dopamina synaptic altera a atenção, aumenta a actividade de motor e joga um papel importante nas propriedades aditivas dos psychostimulants.

Mas a relação entre o estado da insulina e a função dopaminergic não é facilmente perceptível.

“Nos anos 70, havia uns artigos que mostram que, nos animais com tipo - 1 diabetes, os psychostimulants como a anfetamina não aumentariam o comportamento locomotor,” disse Galli, professor adjunto da fisiologia e da biofísica moleculars. “Nós não tivemos uma compreensão clara de porque aquela estava acontecendo.”

Isto acendeu Galli e colegas para investigar a relação entre a sinalização da insulina e a acção da anfetamina.

Usando um modelo do rato do tipo - 1 - ou juvenil - o diabetes em que a insulina nivela é esgotado, o grupo de Galli avaliou a função do caminho dopaminergic no striatum, uma área dos ricos do cérebro na dopamina.

Na ausência da insulina, a sinalização anfetamina-induzida da dopamina foi interrompida, eles encontrou. A liberação da dopamina no striatum foi danificada severamente e a expressão de DAT na superfície do terminal do nervo - onde actua normalmente para neutralizar a dopamina - foi reduzida significativamente.

A falta da proteína na membrana de plasma impede o aumento anfetamina-induzido na dopamina extracelular, e por sua vez, a anfetamina não activa os caminhos que estimulam a recompensa, a atenção e o movimento, Galli da dopamina notou.

Os pesquisadores então restauraram a insulina pulsando a hormona de novo no cérebro dos animais do diabético e encontraram que o sistema retorna ao normal, indicando que a falta da insulina no striatum afectou directamente a acção da anfetamina.

Para conectar os resultados fisiológicos à actividade no cérebro intacto, os colaboradores no VUIIS, conduzido por Avison, desenvolveram uma ponta de prova para a actividade do cérebro DAT usando a ressonância magnética funcional (fMRI).

“Você pode fazer a dissecção molecular em sistemas modelo muito bem definidos e para quebrar o sistema para baixo em seus componentes,” disse Avison, professor da radiologia e de ciências radiológicas, e professor da farmacologia. “Mas a pergunta é: como isso se relaciona ao cérebro intacto? O que é a importância ao funcionamento total no sistema intacto?”

Trabalhando com Galli e Avison, Jason Williams, Ph.D., usou o fMRI para demonstrar que em ratos normais, saudáveis com abundância da insulina, anfetamina aumentou a actividade neural no striatum. Mas em animais do diabético, a actividade no striatum foi suprimida.

“Esta que encontra é in vivo a evidência que, no rato intacto do diabético, a perda de insulina comprometeu DAT traficando à membrana de plasma,” Avison disse. “Estas experiências mostram que há provável uma interacção forte entre estes sistemas importantes do neurotransmissor da dopamina e os mecanismos da sinalização da insulina, que nós conhecemos são alterados no diabetes”

Os resultados são alguma do primeira para ligar o estado da insulina e a função dopaminergic do cérebro e para guardarar diversas implicações para a saúde humana e a doença.

“Esta é realmente a primeira conexão mecanicista in vivo entre o diabetes e acção da anfetamina,” Galli disse. “Isto oferece completamente uma nova perspectiva na influência desta doença (o diabetes) na função do cérebro, assim como nas doenças com a sinalização alterada da dopamina, tal como a esquizofrenia e o ADHD.”

Os resultados sugerem que o risco de ADHD possa ter um componente insulina-dependente e que o controle de níveis e de resposta da insulina à hormona pode ser uma causa determinante importante da eficácia da anfetamina nos pacientes com ADHD, Galli notaram.

“Nós descrevemos um mecanismo novo por que o diabetes pode afectar a função do cérebro.”