Нейротрансмиттеры в процессе старения

1.

Снижение активности высвобождения какого нейротрансмиттера происходит во время старения?

Кора головного мозга и гиппокамп особенно уязвимы для возрастных изменений (Scognamiglio S., et al.,  2024 ). Старение связано с изменениями в нейротрансмиттерных системах центральной нервной системе. В стареющем мозге животных было обнаружено снижение активности высвобождения и захвата норэпинефрина ( норадреналина), экспрессии рецепторов и сигнальных путей (Gargano, A. , 2023). 

2.

Изменения в каких рецепторах оказывает влияние на обучение и память? 

В процессе старения глутаматергическая система становится дисфункциональной, что приводит к изменениям в механизмах высвобождения и обратного захвата самого глутамата (Zahr N., et al.,  2008 ). Рецепторы NMDA в коре головного мозга имеют решающее значение для формирования памяти и для их роли в регуляции долговременной потенциации (Rison R. & Stanton P.,  1995 ). Таким образом, изменения в этих рецепторах во время старения могут оказывать важное влияние на обучение и память.  Таким образом, изменения в этих рецепторах во время старения могут оказывать важное влияние на обучение и память. 

Какой нейротранмиттер способствует высвобождению норэпинефрина и какое влияние оказывают α-2-адренергические ауторецепторы на этот процесс?

Высвобождение норэпинефрина в коре головного мозга крысы стимулируется глутаматом, основным возбуждающим нейромедиатором центральной нервной системы, и модулируется ингибирующими α-2-адренергическими ауторецепторами, которые, по-видимому, являются тонически активными. Эффекты возбуждающего нейротрансмиттера глутамата (Glu) на нейротрансмиссию норпинефрина могут изменяться в стареющем мозге (Abdallah C., et.al., 2016). Глутамат может действовать синаптически, а также путем диффузии к внесинаптическим глутаматергическим рецепторам, расположенным на других элементах, возможно, включая непосредственно норадренергические терминалы, где он может стимулировать высвобождение норэпинефрина.В любом случае глутамат мощно стимулирует высвобождение норадреналина из своих аксонов. 

Какое влияние на высвобождение норэпинефрина оказывает амфетамин?

Cтимулированное Glu высвобождение норэпинефрина  значительно снижается в срезах коры головного мозга и гиппокампа у стареющих крыс, причем, это высвобождение опосредовано в первую очередь рецепторами NMDA. Это сниженное высвобождение может быть восстановлено путем добавления психостимулятора амфетамина к инкубируемому срезу (Scognamiglio, S., 2024).  Продолжительное лечение амфетамином улучшает производительность при выполнении задач на память у старых крыс за счет его действия по усилению нейротрансмиссии норадреналина на β-адренергических рецепторах. Клонидин снижает стимулированное Glu высвобождение норэпинефрина. Этот факт указывает на то, что ингибирующие α2-адренергические рецепторы фактически присутствуют в корковых срезах.

3.

Какое влияние оказывает миртазапин на когнитивные функции?

Препараты, блокирующие α2-адренергические рецепторы, увеличивают стимулированное глутаматом  высвобождение норэпинефрина в срезах мозга как молодых, так и старых крыс и фактически восстанавливают высвобождение этого медиатора в срезах старых крыс до уровня, наблюдаемого в срезах молодых крыс в отсутствие α2-блокаторов. Таким образом, блокада этих α2-адренергических рецепторов представляет собой альтернативу психостимуляторам для увеличения синаптического высвобождения норэпинефрина в стареющем мозге с последствиями для улучшения когнитивных функций. Фактически, в литературе показано, что различные селективные блокаторы α2, включая идазоксан и миртазапин, улучшают когнитивные функции (Singh, M. et.al,., 2013). 

Литература

Abdallah, C. G. , Averill, L. A. , Krystal, J. H. , Southwick, S. M. , & Arnsten, A. F. (2016). Glutamate and norepinephrine interaction: Relevance to higher cognitive operations and psychopathology. The Behavioral and Brain Sciences, 39, e201.

Gargano, A. , Olabiyi, B. F. , Palmisano, M. , Zimmer, A. , & Bilkei‐Gorzo, A. (2023). Possible role of locus coeruleus neuronal loss in age‐related memory and attention deficits. Frontiers in Neuroscience, 17, 1264253. 

Rison, R. A. , & Stanton, P. K. (1995). Long‐term potentiation and N‐methyl‐D‐aspartate receptors: Foundations of memory and neurologic disease? Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 19(4), 533–552.

Scognamiglio, S. , Aljohani, Y. M. , Olson, T. T. , Forcelli, P. A. , Dezfuli, G. , & Kellar, K. J. (2024). Restoration of norepinephrine release, cognitive performance, and dendritic spines by amphetamine in aged rat brain. Aging Cell, 23(4), e14087. 

Singh, M. F. , Singh, V. P. , Rawal, S. B. , Bajaj, H. , Bisht, A. , Singh, S. B. , & Vijendra, A. (2013). Memory enhancing effect of mirtazapine with ascorbic acid on scopolamine induced amnesia in rats.

Zahr, N. M. , Mayer, D. , Pfefferbaum, A. , & Sullivan, E. V. (2008). Low striatal glutamate levels underlie cognitive decline in the elderly: Evidence from in vivo molecular spectroscopy. Cerebral Cortex, 18(10), 2241–2250.