Parkinsons sygdom: Boosting af dopamin fremmer bevægelse
Ny forskning med implikationer for behandlingen af Parkinsons sygdom antyder, at når vi ønsker at bevæge os, er alt vores hjerne behov et hurtigt udbrud af dopamin.
Resultaterne fra forskere ved Champalimaud Center for the Unknown i Portugal samt Columbia University i New York City, NY, sætter spørgsmålstegn ved tanken om, at hjernen har brug for et konstant niveau af dopamin til normal bevægelse.
En rapport om undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Natur, beskriver, hvordan de tilknyttede neuroner eller nerveceller umiddelbart før de startede bevægelser viste toppe i dopaminaktivitet.
”Vores vigtigste resultat,” siger den første undersøgelsesforfatter Dr. Joaquim Alves da Silva, en psykiater og neurovidenskabsmand fra Champalimaud Center og Nova University i Lissabon i Portugal, “er at vi for første gang viste, at ændringen i neurale aktiviteter er nødvendige for at fremme bevægelse. ”
"Og også for første gang," fortsætter han, "vi viste, at dopamintoppen, der går forud for bevægelsesinitiering, ikke kun regulerer indvielse, men også regulerer bevægelseskraft."
Død af dopaminceller fører til Parkinsons
Parkinsons sygdom er en progressiv lidelse, der udvikler sig, når dopaminproducerende celler i substantia nigra, som er et område i hjernen, der styrer bevægelse, dør.
Dopamin er en neurotransmitter eller en kemisk messenger, der bærer signaler mellem neuroner. Det er knyttet til en række hjernefunktioner, herunder kontrol af bevægelse og adfærd, der er forbundet med belønning og glæde.
De vigtigste symptomer på Parkinsons sygdom inkluderer tremor, stivhed, langsom bevægelse og nedsat koordination og balance. Efterhånden som symptomerne skrider frem, gør de det sværere at tale, gå, udføre daglige opgaver og leve uafhængigt.
Selvom sygdommen for det meste rammer mennesker over 60 år, diagnosticeres omkring 4 procent af Parkinsons tilfælde hos personer under 50 år.
På verdensplan lever der mere end 10 millioner individer med Parkinsons sygdom. I USA - hvor cirka 60.000 mennesker diagnosticeres med Parkinsons hvert år - anslås de samlede omkostninger ved sygdommen til 25 milliarder dollars om året.
Der er i øjeblikket ingen kur mod Parkinsons sygdom. Der er dog stoffer, der i væsentlig grad kan lindre symptomer for mange mennesker ved at hjælpe med at genopfylde og opretholde hjernens faldende forsyning af dopamin.
Sværhedsgrad er bevægelsesinitiering, langsomhed
Den nye undersøgelse er særlig vigtig, fordi den antyder, at der kan være en bedre måde at rette op på dopaminmangel.
Dr. Alves da Silva forklarer, at personer med Parkinsons "ikke har et globalt motorisk problem", men et specifikt problem. Under de rette omstændigheder kan de udføre komplekse motoropgaver. For eksempel, hvis de får et skub på det rigtige tidspunkt, kan de endda cykle.
"Patienternes problem," tilføjer han, "ligger i vanskelighederne med at indlede bevægelse og i langsommelighed." Det var denne observation, der fik teamet til at undersøge nærmere.
Til den nye undersøgelse brugte forskerne en teknik kaldet optogenetik, der anvender laserlys til hurtigt at stimulere neuronaktivitet i hjernen hos mus.
Optogenetik er en relativt ny teknologi, der ændrer ”landskabet for neurovidenskab” ved at forbedre vores forståelse af, hvordan bestemte hjernekredsløb fungerer inden for sundhed og sygdom.
Dr. Alves da Silva siger, at de brugte det til at sikre, at de kun registrerede aktivitet i de dopaminproducerende neuroner i musens substantia nigras.
Burst af dopamin-neuronaktivitet
Forskerne registrerede, hvad der skete i musens hjerner, da de bevægede sig frit i et åbent rum. Ved hjælp af bevægelsessensorer kunne de registrere, hvornår dyrene begyndte at bevæge sig, og lokalisere aktiviteten af de dopaminproducerende celler i perioden op til deres bevægelser.
Resultaterne viste, at aktiviteten af de dopaminproducerende neuroner toppede lige før musene startede en given bevægelse.
Derefter tillod de i et andet eksperiment musene at bevæge sig frit, bortset fra at de manipulerede aktiviteten af deres dopaminproducerende neuroner ved at bruge laseren til at tænde og slukke for dem.
Igen kunne de ved hjælp af bevægelsessensorer forbinde dette til, når musene bevægede sig og ikke bevægede sig.
Dr. Alves da Silva bemærker, at aktivering af dopaminproducerende neuroner, når musene ikke bevægede sig "i et halvt sekund, var nok til at fremme bevægelse - og med mere kraft - end uden disse neuroners aktivitet."
Men hvis de aktiverede neuronerne, når musene allerede var i bevægelse, fortsatte dyrene som de var - der var ingen ændring i bevægelsen eller dens styrke, som de definerede ud fra ændringer i acceleration.
Resultater kan også forklare link til motivation
Forskerne fandt det samme resultat, da de slukkede de dopaminproducerende neuroner midt i en igangværende bevægelse - der var ingen ændring i bevægelsen eller dens styrke.
”Disse resultater,” forklarer seniorforfatter Rui Costa, professor i neurovidenskab og neurologi, der arbejder ved Columbia University, “viser, at aktiviteten af dopaminneuroner kan fungere som en port, der muliggør eller ikke initierer bevægelser.”
”De forklarer, hvorfor dopamin er så vigtigt i motivation, og også hvorfor mangel på dopamin i Parkinsons sygdom fører til de symptomer, det gør,” tilføjer han.
Et af de lægemidler, der i øjeblikket anvendes til behandling af Parkinsons sygdom, er levodopa, hvilket hæver kroppens niveau af dopamin.
"Men levodopa hæver dopamin hele tiden, ikke kun når vi vil bevæge os," siger prof. Costa og tilføjer, at langvarig brug af lægemidlet også fører til dyskinesi, en tilstand præget af ufrivillige og uregelmæssige bevægelser.
"Vores undersøgelse antyder, at strategier, der vil øge dopamin, når der er et ønske om at bevæge sig, ville fungere bedre."
Prof. Rui Costa
