A depresszió neurokémiai hátterének vizsgálata = Study of the neurochemical background of depression

Kutatási projektünk elsődleges célja az volt, hogy megpróbáljuk felderíteni a depresszió hatterében álló neurokémiai történéseket. Munkánk során megállapítottuk, hogy a jelenleg használt antidepresszánsok a monoamin szintek befolyásolásán kívül egyéb mechanizmusokkal (a nikotinikus acetilkolin receptorok és az NMDA receptorok, valamint a feszültségfüggő Na+-csatornák gátlásán kesresztül) is módosíthatják a központi idegrendszer működését, mely hatások hozzájárulhatnak az antidepresszáns hatás kifejlődéséhez. Kidolgoztuk az antidepresszánsok egy új osztályának, az aktív antidepresszánsoknak az elméleti alapjait, valamint leírtuk a monoamin transzporterek egy érdekes tulajdonságát, a szerotonin transzporterek heterológ noradrenalin felvételi képességét. Ez a felismerésünk rávilágít az átfedő monoaminerg rendszerek közötti szoros együttműködésre és elősegítheti az szelektív szerotonin reuptake inhibítor vegyületek hatásmechanizmusának jobb megértését. Eredményeink felhasználásával közelebb kerülhetünk a depresszió kialakulához vezető folyamatok tisztázásához, és a potenciális új központi idegrendszeri célpontok azonosítása elősegítheti az eredményesebb kezelési módok kialakítását. | The major aim of our research project was the investigation of the neurochemical background of depression. We found that the currently used antidepressant drugs, beyond the regulation of the monoaminergic neurotransmission, are able to influence the function of the central nervous system through other mechanisms like the inhibition of nicotinic acetylchoine receptors, NMDA receptors and voltage sensitive Na+-channels. These interactions might contribute to the development of the antidepressant effect. We have elaborated the theoretical basis of a new class of antidepressant compounds, the so-called active antidepressants and have described an interesting new feature of the monoamine transporters, the heterologous NA reuptake through the serotonin transporters. This finding sheds light on the close interaction of overlapping monoaminergic systems and might help the better understanding of the mechanism of action of selective serotonin reuptake inhibitors. Our results might help to elucidate the neurochemical background of depression and the identification of novel targets in the central nervous system might lead to the development of novel therapeutic strategies

Nemszinaptikus transmisszió: egy új megközelítés az alapvető agy funkciók megértéséhez = Nonsynaptic transmission: a new pathway to understand major brain functions

A két-foton mikroszkópia használata új információkat szolgáltatott a nemszinaptikus kölcsönhatásokról szubmikronos anatómiai struktúrákban. Feltérképeztük a technika felhasználásának lehetőségeit a különböző szövetpreparátumok, idegsejttípusok esetében. A membrán Na+/Ca2+ cserélő gátlása elsősorban a dendrittörzsben befolyásolja a szinaptikus Ca2+ tranzienseket, és szabályozza a tüske-dendrit kapcsolatot. A dendritikus Ca2+ válaszok szintjén a noradrenalin pozitív hatású a dendritikus integráció kapacitásaira nézve, elősegíti a dendritikus potenciálok keletkezését, előnyös a munkamemóriára nézve. Kísérleteink feltárták a nikotin sokrétű serkentő hatásait a dendritek funkcióira nézve, így az akciós potenciálok terjedésének erősítését, spontán válaszok kialakulását a piramissejtek tüskéiben, illetve az interneuronok dendrittörzsében. A farmakológiai alkalmazások közül az antidepresszánsok hatásait vizsgáltuk. Elképzelhető, hogy az antidepresszánsok a lassú inaktivált állapot stabilizálásának keresztül gátolják a Na+ csatorna funkciót úgy, hogy segítsék a depressziós neurális "körök" oldódását. A terápia során kialakuló koncentráció viszonyokban a fluoxetin és a dezipramin az NMDA receptorok működését hatékonyan gátolhatják, ami fontos eleme lehet a depresszió oldásának. | The use of two-photon microscopy yielded novel information about the nonsynaptic interactions in submicron anatomical structures. We mapped the applicational possibilities of this technique using various tissue preparations and neuron types. The inhibition of the membrane Na+/Ca2+ exchanger primarily influenced the synaptic Ca2+ transients in the dendrite shaft and regulate locally the dendrite/spine connectivity. At the level of the dendritic Ca2+ responses, noradrenaline has a positive effect on the capacity of dendritic integration, promotes the initiation of dendritic spikes, and enhances working memory. Our experiments revealed that nicotine has multiple effects on dendritic functions including the strengthening the propagation of action potentials in the dendrite and inducing spontaneous responses in dendritic spines of the pyramidal neurons and dendrites of interneurons. Among the pharmacological applications, we studied the effects of antidepressants. It is possible that the antidepressants block the function of the Na+ channel through the stabilization of the inactivated state in a way that helps unbound the depressive "circuits". At therapeutically relevant concentrations fluoxetine and desipramine can efficiently inhibit the function of the NMDA receptor that might be an important element of antidepressive mechanisms