Úloha signálních systémů receptorů spřažených s G proteiny v neuroprotekci

Abstract

Nervová tkáň, zejména mozek, je velmi citlivá na nedostatek kyslíku a živin. Bez jejich přísunu vydrží jen pár minut a poté, po vyčerpání veškerého ATP, dochází v neuronech i gliových buňkách k trvalému poškození nebo přímo k buněčné smrti. Při hypoxii či ischemii totiž dochází k nadměrnému výlevu excitačního neurotransmiteru glutamátu, který působí neurotoxicky. Způsobuje iontovou dysbalanci a kvůli přílišnému množství intracelulárního vápníku se uvnitř neuronů mohou spouštět apoptotické signální dráhy. Signální systémy receptorů spřažených s G proteiny (GPCRs) mohou být zapojeny v navození zvýšené odolnosti buněk proti hypoxickému poškození. Stimulace některých GPCRs, jako např. receptorů pro adenosin, opioidy, kanabinoidy a melatonin, může působit neuroprotektivně. Při aktivaci příslušných G proteinů dochází k blokaci iontových kanálů nebo působení na efektorové proteiny, což napomáhá stabilizaci iontové homeostáze a inhibici výlevu glutamátu. Někteří z agonistů těchto receptorů mají navíc antioxidační vlastnosti, kterými zabraňují škodlivému působení volných radikálů. Neuroprotektivní mechanismy zvyšují přežívání neuronů za nepříznivých podmínek a mohou také zpomalovat procesy zodpovědné za rozvoj neurodegenerativních chorob. Klíčová slova: receptory spřažené s G proteiny, transmembránová...

Nervous tissue, especially the brain, is very sensitive to the lack of oxygen and nutrients. Without supply of these components, the tissue endures only a few minutes and then, after the depletion of all ATP, permanent damage or even cell death occurs in neurons and glial cells. During ischemia or hypoxia, an excessive amount of the excitant neurotransmitter glutamate is released, which is neurotoxic. It causes ion imbalance and also apoptotic signaling pathways may be triggered because of the high level of intracellular calcium. Signaling through G protein-coupled receptors (GPCRs) can be involved in the establishment of increased cell resilience to hypoxic injury. Stimulation of some GPCRs, e.g. adenosine, opioid, cannabinoid and melatonin receptors, can afford neuroprotection. Activation of their cognate G proteins may lead to blockade of ion channels or affect the effector proteins, thus helping the stabilization of ion homeostasis and the inhibition of glutamate release. Moreover, some of the receptor agonists have antioxidant character, whereby they prevent the harmful action of free radicals. Neuroprotective mechanisms promote neuronal survival during harmful conditions and are also able to slow down the processes responsible for the development of neurodegenerative diseases. Key words: G...