Gibt es so etwas wie eine „Halbwertszeit“ von Dopamin?

Von Neuronen ausgeschiedenes Dopamin (DA) wird selektiv vom Dopamin-Transporter (DAT) wieder aufgenommen, der an den Nervenenden vorhanden ist.

_{(Quelle: inist.fr )}

Bildquelle: Plasmamembran-Monoamin-Transporter: Struktur, Regulation und Funktion – Torres et al. - Nat Rev. Neurosci. , 2003

DAT fungiert als Symporter und nutzt die Na ⁺ - und Cl ^– -Gradienten, um die Energie zu erzeugen, die für den Rücktransport von DA in das Zytosol erforderlich ist.

Der Mechanismus der Wiederaufnahme wurde in vitro untersucht, was die Beschreibung eines Modells für die DA-Wiederaufnahme durch DAT ermöglichte.

Insbesondere aus der Zusammenfassung dieses Papiers: Ein Multisubstratmechanismus der striatalen Dopaminaufnahme und seine Hemmung durch Kokain. - McElvain und Schenk, Biochem Pharmacol. , 1992

Es wurde festgestellt, dass die Dopaminaufnahme erster Ordnung in Dopamin mit einem Vmax von 582 pmol/sec/g Nassgewicht und einem Km von 1,2 μM ist. Die Ergebnisse von Experimenten, in denen Na+ und Cl– durch Cholin und Isethionat ersetzt wurden, legten nahe, dass der Aufnahmeprozess bei Na+ zweiter Ordnung und bei Cl– erster Ordnung ist . Multisubstratanalysen der anfänglichen Aufnahmegeschwindigkeiten über den Konzentrationsbereich von 0,025 bis 1,5 μM Dopamin legen nahe, dass der Mechanismus der Bindung von Dopamin an den Aufnahmeträger ein teilweise zufälliger, sequentieller Mechanismus ist, bei dem Dopamin oder Na + zuerst an den Aufnahmeträger und Cl – bindet bindet zuletzt.

Über ein Transportschema wird berichtet in: Dopamine Neuronal Transport Kinetics and Effects of Amphetamine

Schema 1 ist ein kinetisches Schema für einen einfachen Träger, angepasst an das von Stein (1986) für die DAT. Die Indizes o und i repräsentieren das Äußere bzw. Innere eines DA-Neurons. Schema 2 beschreibt einen möglichen Mechanismus für den Cotransport einer anderen Spezies. Alle Symbole sind wie in Schema 1, außer dass A Amphetamin entspricht.

Aus dem Text

Dieses Schema beschreibt den Transport als eine Reihe von Schritten: die Konkurrenz zwischen Bindung und Dissoziation des Substrats an den Transporter auf der extrazellulären Seite, ein ähnlicher Prozess auf der zytoplasmatischen Seite und ein Gleichgewicht zwischen dem unbesetzten Transporter, der zur extrazellulären oder zytoplasmatischen Seite zeigt. Die treibende Kraft für den Eintransport ergibt sich aus dem Cotransport von Na1 und Cl2 sowie der Membranpotentialdifferenz (Stein, 1986; Sonders et al., 1997). Biochemische (Krueger, 1990) und elektrophysiologische (Sonders et al., 1997) Studien haben festgestellt, dass der DA-Transport von einem Transport von mindestens zwei Na1-Ionen und einem Cl2-Ion begleitet wird und dass der DA-Transport in isolierten Präparaten bidirektional sein kann.

Die Halbwertszeit von Dopamin im extrazellulären Raum liegt in der Größenordnung von 200 Millisekunden.

Yavich, L. (2007)Ortsspezifische Rolle der Catechol-O-Methyltransferase beim Dopaminüberlauf im präfrontalen Kortex und im dorsalen Striatum. J. Neurosci. 27:10196-10202

In Abbildung 1 dieser Veröffentlichung präsentieren die Autoren Werte für die Halbwertszeit (τ) der Dopamin-Eliminierung aus dem extrazellulären Raum im Nucleus caudatus und im präfrontalen Kortex von Mäusen als:

Nucleus caudatus: 0,2 +/- 0,03 Sek

präfrontaler Kortex: 1,92 +/- 0,22 Sek

Offensichtlich liegt dies daran, dass Dopamin normalerweise inaktiviert wird, wenn die präsynaptische Zelle es mithilfe des Dopamintransporters wieder aufnimmt, die Aufnahme im präfrontalen Kortex jedoch stattdessen über einen Norepinephrin-Transporter mit geringerer Affinität auf benachbarten Neuronen erfolgt. Daher ist der im Caudatkern beobachtete Wert von 200 Millisekunden wahrscheinlich typischer.

Dies ist ein Versuch zu veranschaulichen, wie sich ein solches System kinetisch verhält, um Alex dabei zu helfen, es sich vorzustellen. Das unten gezeigte Modell enthält externes Dopamin, das reversibel an einen Rezeptor binden kann. Das ungebundene Dopamin unterliegt einer irreversiblen Wiederaufnahme.

Ich habe eine schnelle Simulation mit Copasi erstellt . Ich habe keinen Versuch unternommen, die Parameter so zu verfeinern, dass sie zu den Informationen in meiner vorherigen Antwort passen. Ich versuche nur, qualitativ zu veranschaulichen, wie sich die drei verschiedenen Dopaminpools (frei extern, gebunden extern, internalisiert) in dieser Art von System verhalten . Wie @nico sagt, kommt es nicht darauf an, das rezeptorgebundene Dopamin zu extrahieren - es wird dissoziieren, wenn die Konzentration des freien Dopamins aufgrund der Wiederaufnahme sinkt.