Нейромеланин

5,6-дигидроксииндол — мономер, из которого образуется нейромеланин

Нейромеланин (НМ, NM) (от др.-греч. νεῦρον — волокно, нерв и греч. μελαν, родительный падеж μελανος — чёрный) — органическое высокомолекулярное соединение, одна из форм меланина, тёмный пигмент, который синтезируется путём полимеризации катехоламинов, в частности 5,6-дигидроксииндола. Нейромеланин продуцируется в больших количествах в катехоламинергических клетках чёрной субстанции (точнее в отделе pars compacta) и голубого пятна, придавая этим структурам характерный цвет[1].

История открытия

Тёмные пигменты, входящие в состав чёрной субстанции, были впервые описаны в 1838 году чешским учёным Яном Пуркине[2], название пигмента нейромеланин предложен Лиллем в 1957 году.

Пути синтеза

Синтез нейромеланина осуществляется непосредственно из катехоламинов — L-ДОФА, предшественника дофамина, с помощью тирозингидроксилазы и декарбоксилазы ароматической аминокислоты (триптофандекарбоксилазы). Существует также альтернативный путь. Синаптические пузырьки и эндосомы накапливают цитозольный дофамин, который посредством везикулярного моноаминного транспортёра 2 (VMAT2) транспортируется в митохондрии, где он метаболизируется моноаминоксидазой. Излишки дофамина и ДОФА окисляются железосодержащими ферментами до хинонов и семихинонов, а затем фагоцитируются и запасаются в форме нейромеланина[3].

Физические свойства, структура и роль

Точная структура и функции нейромеланина до сих пор неясны. По современным представлениям этот тип меланина в головном мозге, по-видимому выполняет роль антиоксидантной защиты. Известно что нейромеланин способен связываться с селективными по отношению к дофаминергическим нейронам нейротоксинами и реагировать с железом, способствуя его накоплению в нейронах и превращая ионы Fe3+ в высокореактивную форму Fe2+, что обеспечивает склонность к окислительному стрессу и способствует нейрональной смерти.

Нейромеланин и болезнь Паркинсона

Основная статья: Болезнь Паркинсона
Микрофотография области чёрной субстанции у пациента с болезнью Паркинсона, на фотографии отчётливо видны тельца Леви и невриты Леви; увеличено в 20 раз

Двигательные симптомы болезни Паркинсона вызвана гибелью нервных клеток чёрной субстанции, которая может происходит отчасти из-за окислительного стресса[4]. Пациенты с болезнью Паркинсона имели 50%-ое количество нейромеланина в чёрной субстанции по сравнению с аналогичными пациентами того же возраста, но без Паркинсона. Это свидетельствует о том что, у пациентов страдающих от Паркинсона происходит нейродегенерация клеток в pars compacta.

Примечания

  1. ↑ Fedorow H., Tribl F., Halliday G., Gerlach M., Riederer P., Double K. L. Neuromelanin in human dopamine neurons: comparison with peripheral melanins and relevance to Parkinson's disease. (англ.) // Progress in neurobiology. — 2005. — Vol. 75, no. 2. — P. 109—124. — doi:10.1016/j.pneurobio.2005.02.001. — PMID 15784302. [исправить]
  2. ↑ Usunoff, K. G.; Itzev, D. E.; Ovtscharoff, W. A.; Marani, E. Neuromelanin in the human brain: A review and atlas of pigmented cells in the substantia nigra (англ.) // Archives of physiology and biochemistry : journal. — 2002. — Vol. 110, no. 4. — P. 257—369. — PMID 12516659.
  3. ↑ Rabey J. M., Hefti F. Neuromelanin synthesis in rat and human substantia nigra. (англ.) // Journal of neural transmission. Parkinson's disease and dementia section. — 1990. — Vol. 2, no. 1. — P. 1—14. — PMID 2357268. [исправить]
  4. ↑ Alexandra Moreno-García, Alejandra Kun, Miguel Calero, Olga Calero. The Neuromelanin Paradox and Its Dual Role in Oxidative Stress and Neurodegeneration (англ.) // Antioxidants. — 2021-01-16. — Vol. 10, iss. 1. — P. 124. — ISSN 2076-3921. — doi:10.3390/antiox10010124.