Wie schädigt Methamphetamin (Meth) Neuronen?

Meth gilt als neurotoxisch, indem es reaktive Sauerstoffspezies bildet und die Neuronen oxidiert. Aber im Gegensatz zu Dopamin, das übrigens aufgrund von ROS-induziertem dopaminergen Stress neurotoxisch ist , hat Meth kein Sauerstoffatom und kann daher nicht die direkte Ursache von ROS sein.

Also, wie genau entfaltet Meth seine neurotoxische Wirkung?

Es gibt viele Möglichkeiten, die Frage „wie genau“ ist in der Biologie meist nicht zu beantworten. Es ist auch nicht ganz richtig, dass die Neurotoxizität von Methamphetamin über ROS erfolgt. Ein möglicher Mechanismus ist die direkte Wirkung von Methamphetamin auf Dopamin, das dann einschließlich zu ROS metabolisiert wird, ein anderer ist die Glutamat-basierte Exzitotoxizität, und es gibt andere mögliche beitragende Mechanismen über Auswirkungen auf die Mitochondrienfunktion.

Antworten (1)

Gute Frage! Ich werde direkt mit dem Prozess beginnen, durch den Methamphetamin Neuronen schädigt, indem ich so viele Details wie bekannt einfüge und bei Bedarf entsprechende Zitate hinzufüge.

Es ist bekannt, dass Methamphetamin (METH) über eine Erhöhung der Dopaminkonzentration im Gehirn wirkt 1 . Wenn ein Überschuss an Dopamin produziert wird, verursacht es oxidative Schäden an den Axonenden 2 . Dies liegt daran, dass die direkte Oxidation von Dopamin, die zur Bildung von Chinon führt 3 , der eisenkatalysierte Dopaminstoffwechsel über die Fenton-Reaktion 4 und der Metabolismus von Dopamin durch Monoaminoxidase-A 5 zur Produktion von Superoxid und Wasserstoffperoxid beitragen.

Es ist bekannt, dass Methamphetamin die Konzentration von Glutamat erhöht. Dies geschieht (angeblich) als: hohe Konzentration von Methamphetamin D 1 -vermittelte striatonigrale GABAerge Übertragung, die wiederum GABA-A-Rezeptoren in der Substantia nigra pars reticulata (SNr) aktiviert, was zu einer Erhöhung der GABAergen nigro-thalamischen Aktivität führt, was die kortikostriatale Glutamatfreisetzung erhöht 6 (da ich nicht alle diese Begriffe in einer einzigen Antwort erklären kann). Nun aktiviert überschüssiges Glutamat die Glutamat-aktivierten NMDA- und AMPA-Rezeptoren, was wiederum die Aktivität der Stickoxid-Synthase 7 erhöht. Die Aktivierung der Stickoxid-Synthase erzeugt reaktive Stickstoffspezies, die einen oxidativen Stress erzeugen 8 .

Oxidativer Stress wird durch die Erschöpfung antioxidativer Enzyme aufgrund von Methamphetamin selbst weiter verstärkt 9 . Nun muss sich der oxidative Stress irgendwie manifestieren. Dies geschieht durch Lipidperoxidation und Proteincarbonylbildung 10 sowie durch spezifische Nitrierung und Nitrosylierung von Proteinen, die für die Monoaminsynthese und -freisetzung wichtig sind, einschließlich VMAT-2 und Tyrosin- und Tryptophanhydroxylase 7 , 11 , 12. Die oxidative Modifikation dieser Proteine ​​schränkt ihre Aktivität ein und trägt zu ihrem Abbau bei und spielt somit eine wichtige Rolle bei der Neurotoxizität. Untersuchungen belegen den signifikanten Beitrag von oxidativem Stress zur Neurotoxizität von substituierten Amphetaminen. Behandlungen mit Antioxidantien haben sich auch als neuroprotektiv gegen die durch Methamphetamin oder Methylendioxymethamphetamin verursachten Schäden erwiesen 13 , 14 , 15 .

PS: Oxidative Schäden sind nicht der einzige Weg, durch den Methamphetamin Neurotoxizität verursacht. Andere mögliche Wege sind ein veränderter Stoffwechsel 16 , eine Schädigung der Mitochondrien 17 , eine Schädigung peripherer Organe 18 aufgrund einer oxidativen Modifikation von hepatozellulären mitochondrialen Proteinen 19 , eine Aktivierung von Mikroglia in Striatum, Kortex und Hippocampus 20 usw. Cannabinoide sind auch dafür bekannt, entzündliche Prozesse zu unterdrücken und Schäden während einer Methamphetamin-Exposition 21 . Da dies für diese Frage jedoch außerhalb des Geltungsbereichs liegt, werde ich nicht auf ihre Details eingehen.

Verweise:

1. Kadett JL, Brannock C, Jayanthi S, Krasnova IN (2015). "Transkriptions- und epigenetische Substrate der Methamphetamin-Sucht und des Entzugs: Beweise aus einem Selbstverabreichungsmodell mit langem Zugang bei der Ratte". Mol. Neurobiol. 51 (2): 696–717. doi:10.1007/s12035-014-8776-8. PMC 4359351 Frei zugänglich. PMID 24939695.

2. Schmidt CJ, Ritter JK, Sonsalla PK, Hanson GR, Gibb JW. Rolle von Dopamin bei den neurotoxischen Wirkungen von Methamphetamin. Das Journal für Pharmakologie und experimentelle Therapeutika. 1985;233:539–544

3. Graham DG. Oxidative Wege für Katecholamine in der Genese von Neuromelanin und zytotoxischen Chinonen. Molekulare Pharmakologie. 1978;14:633–643

4. Yamamoto BK, Zhu W. Die Auswirkungen von Methamphetamin auf die Produktion freier Radikale und oxidativen Stress. J Pharmacol Exp Ther. 1998;287:107–114

5. LaVoie MJ, Hastings TG. Bildung von Dopaminchinon und Proteinmodifikation im Zusammenhang mit der striatalen Neurotoxizität von Methamphetamin: Beweise gegen eine Rolle von extrazellulärem Dopamin. J Neurosci. 1999;19:1484–1491

6. Mark KA, Soghomonian J.-J., Yamamoto BK, Hochdosiertes Methamphetamin aktiviert akut den striatonigralen Weg, um striatales Glutamat zu erhöhen und eine langfristige Dopamin-Toxizität zu vermitteln. J. Neurosci. 24, 11449–11456 (2004)

7. Eyerman DJ, Yamamoto BK. Eine schnelle Oxidation und anhaltende Abnahme des vesikulären Monoamin-Transporters 2 nach Methamphetamin. J Neurochem. 2007;103:1219–1227

8. Imam SZ, Islam F, Itzhak Y, Slikker W, Jr, Ali SF. Prävention von dopaminerger Neurotoxizität durch Targeting von Stickoxid und Peroxynitrit: Implikationen für die Prävention von Methamphetamin-induzierten neurotoxischen Schäden. Annalen der New York Academy of Sciences. 2000;914:157–171

9. Jayanthi S, Ladenheim B, Kadett JL. Methamphetamin-induzierte Veränderungen der antioxidativen Enzyme und der Lipidperoxidation bei Kupfer/Zink-Superoxid-Dismutase-transgenen Mäusen. Annalen der New York Academy of Sciences. 1998;844:92–102

10. Gluck MR, Moy LY, Jayatilleke E, Hogan KA, Manzino L, Sonsalla PK. Paralleler Anstieg der oxidativen Lipid- und Proteinmarker in mehreren Hirnregionen der Maus nach Methamphetaminbehandlung. J Neurochem. 2001;79:152–160

11. Kuhn DM, Aretha CW, Geddes TJ. Peroxynitrit-Inaktivierung der Tyrosinhydroxylase: Vermittlung durch Sulfhydryloxidation, nicht Tyrosinnitration. The Journal of Neuroscience: Das offizielle Journal der Society for Neuroscience. 1999;19:10289–10294

12. Kuhn DM, Geddes TJ. Peroxynitrit inaktiviert Tryptophanhydroxylase durch Sulfhydryloxidation. Gleichzeitige Nitrierung von Enzymtyrosylresten hat minimalen Einfluss auf die katalytische Aktivität. Das Journal der biologischen Chemie. 1999;274:29726–29732

13. Gudelsky GA. Wirkung von Ascorbat und Cystein auf die 3,4-Methylendioxymethamphetamin-induzierte Erschöpfung von Gehirn-Serotonin. J Neuronale Transm. 1996;103:1397–1404

14. Sanchez V., Camarero J., O'Shea E., Green AR, Colado MI. Differenzielle Wirkung von diätetischem Selen auf die durch MDMA induzierte langfristige Neurotoxizität bei Mäusen und Ratten. Neuropharmakologie. 2003;44:449–461

15. Fukami G, Hashimoto K, Koike K, Okamura N, Shimizu E, Iyo M. Wirkung des Antioxidans N-Acetyl-L-Cystein auf Verhaltensänderungen und Neurotoxizität bei Ratten nach Verabreichung von Methamphetamin. Gehirnforschung. 2004;1016:90–95

16. Pontieri FE, Crane AM, Seiden LS, Kleven MS, Porrino LJ. Metabolische Kartierung der Auswirkungen einer intravenösen Methamphetamin-Verabreichung bei sich frei bewegenden Ratten. Psychopharmakologie. 1990;102:175–182

17. Burrows KB, Gudelsky G, Yamamoto BK. Schnelle und vorübergehende Hemmung der mitochondrialen Funktion nach Verabreichung von Methamphetamin oder 3,4-Methylendioxymethamphetamin. Europäische Zeitschrift für Pharmakologie. 2000;398:11–18

18. Smith DE, Fischer CM. Eine Analyse von 310 Fällen akuter hochdosierter Methamphetamin-Toxizität in Haight-Ashbury. Clin Toxicol. 1970;3:117–124

19. Moon KH, Upreti VV, Yu LR, Lee IJ, Ye X, Eddington ND, Veenstra TD, Song BJ. Mechanismus der 3,4-Methylendioxymethamphetamin (MDMA, Ecstasy)-vermittelten mitochondrialen Dysfunktion in Rattenleber. Proteomik. 2008;8:3906–3918

20. Pubill D, Canudas AM, Pallas M, Camins A, Camarasa J, Escubedo E. Different glia response to methamphetamine- and methylendioxymethamphetamine-induzierte neurotoxicity. Pharmakologisches Archiv Naunyn-Schmiedeberg. 2003;367:490–499

21. Yiangou Y, Facer P, Durrenberger P, Chessell IP, Naylor A, Bountra C, Banati RR, Anand P. COX-2, CB2 und P2X7-Immunreaktivitäten sind in aktivierten Mikrogliazellen/Makrophagen von Multipler Sklerose und amyotropher Lateralsklerose erhöht Rückenmark. BMC Neurologie. 2006;6:12

Der König der Referenzen. +1
Es stellte sich heraus, dass mitochondriale Schäden auf Dopamin zurückzuführen waren: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12460681
@ kirill2485 es wird tatsächlich durch Dopamin erhöht . Dopamin aktiviert die NO-Synthase, genau wie Meth. Auf diesen Punkt bin ich nicht eingegangen, da er hier nicht berücksichtigt wurde ...
Meth + Unkraut ist also sicherer als
@J.Chang (ich nehme das als Humor) Ich weiß nicht viel über Gras, also würde ich einfach sagen ... zwei Negative machen aus Papier nicht wirklich ein Positives: P