Циркадные вариации нейромедиаторов и когнитивные расстройства
DOI:
https://doi.org/10.52692/1857-0011.2023.3-77.47Ключевые слова:
циркадный ритм, нейротрансмиттеры, когнитивные функции, нейродегенеративные заболеванияАннотация
Чтобы предвидеть и адаптироваться к повторяющимся ежедневным событиям, определяемым вращением Земли, организмы проявляют регуляторные механизмы, предназначенные для контроля гомеостаза в различных условиях освещения, называемые циркадными ритмами (ЦР).ЦР представляет собой эндогенную биологическую сеть, ответственную за координацию 24-часовых циклов на генетическом, биохимическом, физиологическом и поведенческом уровнях. Системы управления ЦР передают сигналы синхронизации по всему организму, при этом все внутренние процессы, демонстрирующие суточный максимальный и минимальный уровень активности, управляются посредством модуляции нейротрансмиссии в ключевых нервных структурах.Знание циркадных вариаций активности нейротрансмиттеров в центральной нервной системе необходимо для понимания механизмов нейропротекции. В этом исследовании обобщаются современные знания о взаимодействии циркадных ритмов, вариаций нейротрансмиттеров и их влиянии на нейропротекцию и психическое здоровье.
Библиографические ссылки
Rizo J. Mechanism of neurotransmitter release coming into focus, Protein Sci. 2018; 27(8): 1364–1391.
Albrecht U. and Ripperger J. A. Circadian Clocks and Sleep: Impact of Rhythmic Metabolism and Waste Clearance on the Brain, Trends Neurosci.2018, 41(10): 677–688.
Morrison E. H. Neuroanatomy, Nucleus Suprachiasmatic, Neuroanatomy, Nucleus Suprachiasmatic, 2022.
Taillard J., Sagaspe P., Philip P., and Bioulac S. Sleep timing, chronotype and social jetlag: Impact on cognitive abilities and psychiatric disorders, Biochem. Pharmacol.2021, 191.
Huang R. C. The discoveries of molecular mechanisms for the circadian rhythm: The 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine, Biomed. J.2018; 41(1): 5–8.
Fisk A. S., Tam S. K. E., Brown L. A., Vyazovskiy V. V., Bannerman D. M., and Peirson S. N. Light and cognition: Roles for circadian rhythms, sleep, and arousal, Front. Neurol.2018; 9: 1–18.
Wolff M. and Vann S. D. The cognitive thalamus as a gateway to mental representations. J. Neurosci. 2019; 39(1): 3–14.
Estrada-Rojo F., Escobar C., and Navarro L. Circadian variations of neurotransmitters in the brain – Its importance for neuroprotection. Rev. Mex. Neurocienc.2020; 21(1): 31–38.
Williams S. J., Meadows R., and Coveney C. M. Desynchronised times? Chronobiology, (bio)medicalisation and the rhythms of life itself’. Sociol. Heal. Illn. 2021; 43(6): 1501–1517.
Xu S., Akioma M., and Yuan Z. Relationship between circadian rhythm and brain cognitive functions. Front. Optoelectron.2021; 14(3): 278–287.
Jiménez-Zárate B. S., Piña-Leyva C., RodríguezSánchez M., Florán-Garduño B., Jiménez-Zamudio L. A., and Jiménez-Estrada I. Day-night variations in the concentration of neurotransmitters in the rat lumbar spinal cord. J. Circadian Rhythms.2021; 9(1): 1–8.
Kiehn J. T., Faltraco F., Palm D., Thome J., and Oster H. Circadian Clocks in the Regulation of Neurotransmitter Systems. Pharmacopsychiatry.2018; 56(3): 108–117.
Kant R., Meena M. K., and Pathania M. Dopamine: a modulator of circadian rhythms/biological clock. Int. J. Adv. Med.2021; 8(2): 316.
Błaszczyk J. W. Energy metabolism decline in the aging brain—pathogenesis of neurodegenerative disorders. Metabolites.2020; 10(11):1–20.
Ashton A. and Jagannath A. Disrupted Sleep and Circadian Rhythms in Schizophrenia and Their Interaction With Dopamine Signaling. Front. Neurosci.2020; 14:1–14.
Daut R. A. and Fonken L. K. Circadian regulation of depression: A role for serotonin. Front. Neuroendocrinol.2019; 54.
Mcclenathan J. Serotonin Keeps You Sad and Sleep.2013: 93–102.
Tsai S. Y., O’Brien T. E., and McNulty J. A A. Microglia play a role in mediating the effects of cytokines on the structure and function of the rat pineal gland. Cell Tissue Res.2001; 303(3): 423–431.
Dhangar R. R., Kale P. P., Kadu P. K., and Prabhavalkar K. Possible Benefits of Considering Glutamate with Melatonin or Orexin or Oxytocin as a Combination Approach in the Treatment of Anxiety. Curr. Pharmacol. Reports.2020; 6(1).
Huber N. et al. Deficient neurotransmitter systems and synaptic function in frontotemporal lobar degeneration—Insights into disease mechanisms and current therapeutic approaches. Mol. Psychiatry.2022; 27(3):1300–1309.
Ono D., Honma K., Yanagawa Y., Yamanaka A., and Honma S. Role of GABA in the regulation of the central circadian clock of the suprachiasmatic nucleus. J. Physiol. Sci.2018; 68(4): 333–343.
Roy J., Tsui K. C., Ng J., Fung M. L., and Lim L. W. Regulation of melatonin and neurotransmission in Alzheimer’s disease. Int. J. Mol. Sci.2021; 22(13).
Palm D., Uzoni A., Simon F., Tucha O., Thome J., and Faltraco F. Norepinephrine influences the circadian clock in human dermal fibroblasts from study participants with a diagnosis of attention-deficit hyperactivity disorder. J. Neural Transm.2021; 128(7):1147–1157.
Pham L. et al. The interplay between mast cells, pineal gland, and circadian rhythm: Links between histamine, melatonin, and inflammatory mediators. 2021; 70(2).
Villano I. et al. Physiological Role of Orexinergic System for Health. Int. J. Environ. Res. Public Health.2022; 19(14).
Cao J., Ribelayga C. P., and Mangel S. C. A Circadian Clock in the Retina Regulates Rod-Cone Gap Junction Coupling and Neuronal Light Responses via Activation of Adenosine A2A Receptors. Front. Cell. Neurosci.2021; 14: 1–18.
Sánchez S., Paredes S. D., Sánchez C. L., Barriga C., Reiter R. J., and Rodríguez A. B. Tryptophan administration in rats enhances phagocytic function and reduces oxidative metabolism, Neuroendocrinol. Lett.2008; 29(6): 1026–103.
Tuomisto L., Lozeva V., Valjakka A., and Lecklin A. Modifying effects of histamine on circadian rhythms and neuronal excitability. Behav. Brain Res.2001; 124(2): 129–135.
Marston O. J., Williams R. H., Canal M. M., Samuels R. E., Upton N., and Piggins H. D. Circadian and dark-pulse activation of orexin/hypocretin neurons. Mol. Brain.2008; 1:19.
Volk C., Jaramillo V., Merki R., O’Gorman Tuura R., and Huber R. Diurnal changes in glutamate + glutamine levels of healthy young adults assessed by proton magnetic resonance spectroscopy. Hum. Brain Mapp.2018; 39(10): 3984–3992.
Chagoya De Sanchez V. Circadian variations of adenosine and of its metabolism. Could adenosine be a molecular oscillator for circadian rhythms? Can. J. Physiol. Pharmacol.1995; 73(3): 339–355.
Загрузки
Опубликован
Лицензия
Copyright (c) 2024 Вестник Академии Наук Молдовы. Медицина
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
