Forståelse af denervationssupersensitivitet: Et omfattende overblik

Nervesystemet er et meget tilpasningsevne organ. Selv inden for et enkelt liv er evnen til at reagere på ændringer i miljøet afgørende for en organisme's fitness. Tilpasninger sker på molekylært niveau regelmæssigt; ændringer i mønstre for genudtryk som svar på miljømæssige omstændigheder er brødet og smøret i cellulær biologik. Denervation er tabet af motorisk innervering, der kontrollerer muskelaktiviteten; det skeletmuskulære er ikke længere kontrolleret af det centrale nervesystem. De ændringer, som nerve- og muskelceller oplever, der resulterer i denervationssupersensitivitet, sker på molekylært niveau – og involverer primært modificationer i neurotramsmitteraktivitet og tætheden af deres reseptorer.

Neurofysiologi

Hjernen er en samling af neuroner arrangeret til at arbejde sammen på en utroligt præcis, detaljeret måde. Fordi disse celler ikke deler et fælles cytoplasm, kræver de en ekstra-cellulær kommunikationsmetode for at fortplante elektriske signaler på tværs af rummet. Evolution har antaget neurotramsmitteren – som er en klasse af kemikalier produceret og frigivet af nerveceller – for at kommunikere med nabo-nerveceller. Neurotramsmitteren diffunderer på tværs af rummet mellem nerveterminaler, kendt som synaptiske gab, og kommer til sidst i kontakt med proteinreseptorer på membranoverfladen af den såkaldte "post-synaptiske" celle. Disse transmitter-reseptorer undergår en konformatio-nel ændring og inducerer en række biokemiske signaler inden for den modtagende celle. Disse begivenheder sker inden for millisekunder, og er substratet for vores tanker, adfærd og opfattelse af eksistens.

Acetylcholin

Almindelig forkortet som Ach, er Acetylcholin en kritisk neurotramsmitter, der spiller en vigtig rolle i patologien bag denervationssupersensitivitet. Denne transmitter produceres og frigives i både det periferer og centrale nervesystem; Det er velkendt for sin handling i det neuromuskulære junction, hvor det opfører sig som en ekscitatorisk transmitter, i stand til at initiere muskelkontraktion. Denervationssupersensitivitet tilskrives i vid udstrækning patologiske tilpasninger i kemien af denne neuromuskulære transmitter efter denervation af skeletmuskulatur.

Synaptiske enzymers rolle

Ifølge en 1992-studie fra University of California, San Francisco, er supersensitivitet på grund af denervation delvist forårsaget af en reduktion i aktiviteten af acetylcholinesterase i nervens synapse. Dette enzym virker normalt til at bryde acetylcholin ned, mens det frigives i det synaptiske gab mellem nerveceller. Dens aktivitet sikrer, at tidspunktet for neurotramsmitteraktivitet er en endelig, tæt kontrolleret værdi. Når aktiviteten af disse enzymer mindskes, vil den periode, hvor ACh er til stede i synapsen, blive forlænget, hvilket bidrager til supersensitivitetssyndromet.

RNA-studier

Denvererede muskelfibre vil forudsigeligt ændre deres cellulære egenskaber, især ved at opregulere deres følsomhed over for acetylcholin. Specifikt vil disse muskelceller blive induceret til at syntetisere nye acetylcholin-reseptorer og indsætte dem i cellemembranen. Ifølge en 1984-studie fra Journal of Cell Biology var RNA-niveauerne, der kodede for ACh-reseptorer, forøget 100 gange i denvererede muskler hos mus. De forøgede RNA-niveauer øger produktionen af reseptorproteiner, hvilket i sidste ende forstærker musklens følsomhed over for acetylcholin-frigivelse.