Parkinsons sjukdom: Att öka dopamin främjar rörelse
Ny forskning med konsekvenser för behandlingen av Parkinsons sjukdom tyder på att när vi vill röra oss är allt vårt hjärnbehov en snabb explosion av dopamin.
Resultaten, av forskare vid Champalimaud Center for the Unknown i Portugal samt Columbia University i New York City, NY, ifrågasätter idén att hjärnan behöver en konstant nivå av dopamin för normal rörelse.
En rapport om studien, publicerad i tidskriften Natur, beskriver hur omedelbart innan de initierade rörelser de associerade nervcellerna eller nervcellerna visade toppar i dopaminaktivitet.
”Vårt viktigaste resultat”, säger den första studieförfattaren Dr. Joaquim Alves da Silva, en psykiater och neurovetenskaplig från Champalimaud Center och Nova University i Lissabon i Portugal, “är att vi för första gången visade att förändringen i neural aktivitet är nödvändig för att främja rörelse. ”
"Och också för första gången", fortsätter han, "visade vi att dopamintoppen som föregår rörelseinitiering inte bara reglerar initiering utan också reglerar rörelsekraft."
Död av dopaminceller leder till Parkinsons
Parkinsons sjukdom är en progressiv sjukdom som utvecklas när dopaminproducerande celler i substantia nigra, som är ett område i hjärnan som styr rörelsen, dör.
Dopamin är en neurotransmittor eller en kemisk budbärare som bär signaler mellan nervceller. Det är kopplat till ett antal hjärnfunktioner, inklusive kontroll av rörelse och beteende som är förknippat med belöning och nöje.
De viktigaste symptomen på Parkinsons sjukdom inkluderar tremor, styvhet, långsam rörelse och nedsatt koordination och balans. När symtomen utvecklas gör de det svårare att prata, gå, utföra vardagliga uppgifter och leva självständigt.
Även om sjukdomen mest drabbar människor över 60 år diagnostiseras cirka 4 procent av Parkinsons fall hos personer under 50 år.
Över hela världen lever mer än 10 miljoner individer med Parkinsons sjukdom. I USA - där cirka 60 000 personer diagnostiseras med Parkinsons varje år - uppskattas den totala kostnaden för sjukdomen till 25 miljarder dollar per år.
Det finns för närvarande inget botemedel mot Parkinsons sjukdom. Det finns dock läkemedel som väsentligt kan lindra symtom för många människor genom att hjälpa till att fylla på och bibehålla hjärnans minskande tillgång på dopamin.
Svårighet är rörelseinitiering, långsamhet
Den nya studien är särskilt betydelsefull eftersom den antyder att det kan finnas ett bättre sätt att korrigera dopaminbrist.
Dr. Alves da Silva förklarar att individer med Parkinsons "inte har ett globalt motoriskt problem", utan ett specifikt. Under rätt omständigheter kan de utföra komplexa motoriska uppgifter. Om de till exempel får ett tryck vid rätt tidpunkt kan de till och med cykla.
"Patienternas problem", tillägger han, "ligger i svårigheten att initiera rörelse och i den långsamma rörelsen." Det var denna iakttagelse som uppmuntrade laget att undersöka det vidare.
För den nya studien använde forskarna en teknik som kallas optogenetik, som använder laserljus för att snabbt stimulera neuronaktivitet i hjärnan hos möss.
Optogenetik är en relativt ny teknik som förändrar ”neurovetenskapens landskap” genom att förbättra vår förståelse för hur särskilda hjärnkretsar fungerar inom hälsa och sjukdom.
Dr Alves da Silva säger att de använde det för att se till att de bara registrerade aktivitet i de dopaminproducerande nervcellerna hos mössens substantia nigras.
Utbrott av dopaminneuronaktivitet
Forskarna registrerade vad som hände i mössens hjärnor när de rörde sig fritt i ett öppet utrymme. Med hjälp av rörelsesensorer kunde de upptäcka när djuren började röra sig och identifiera aktiviteten hos de dopaminproducerande cellerna under tiden fram till deras rörelser.
Resultaten visade att aktiviteten hos de dopaminproducerande nervcellerna toppade strax innan mössen startade en given rörelse.
Sedan, i ett annat experiment, tillät de mössen att ströva fritt, förutom att de manipulerade aktiviteten hos sina dopaminproducerande neuroner genom att använda lasern för att slå dem på och av.
Återigen, med hjälp av rörelsesensorerna, kunde de länka detta till när mössen rörde sig och inte rörde sig.
Dr. Alves da Silva konstaterar att aktivering av de dopaminproducerande nervcellerna när mössen inte rörde sig "i en halv sekund var tillräckligt för att främja rörelse - och med mer kraft - än utan dessa neuroners aktivitet."
Men om de aktiverade nervcellerna när mössen redan var i rörelse, fortsatte djuren som de var - det var ingen förändring i rörelsen eller dess kraft, som de definierade från förändringar i acceleration.
Resultaten kan också förklara kopplingen till motivation
Forskarna fann samma resultat när de stängde av de dopaminproducerande nervcellerna mitt i en pågående rörelse - det fanns ingen förändring i rörelsen eller dess kraft.
"Dessa resultat", förklarar seniorförfattaren Rui Costa, professor i neurovetenskap och neurologi som arbetar vid Columbia University, "visar att dopaminneurons aktivitet kan fungera som en port för att tillåta eller inte initiera rörelser."
"De förklarar varför dopamin är så viktigt i motivation, och också varför brist på dopamin vid Parkinsons sjukdom leder till de symtom som det gör", tillägger han.
Ett av de läkemedel som för närvarande används för att behandla Parkinsons sjukdom är levodopa, vilket höjer kroppens nivå av dopamin.
"Men levodopa höjer dopamin hela tiden, inte bara när vi vill röra oss", säger professor Costa och tillägger att långvarig användning av läkemedlet också leder till dyskinesi, ett tillstånd som kännetecknas av ofrivilliga och oregelbundna rörelser.
"Vår studie antyder att strategier som skulle öka dopamin när det finns en önskan att flytta skulle fungera bättre."
Prof. Rui Costa
