Επίδραση της φαινυλαλανίνης στις δραστικότητες ενζύμων που επηρεάζουν τη συναπτική αγωγή του μετωπιαίου φλοιού, ιππόκαμπου και υποθαλάμου σε νεογέννητους επιμύς
Authors: Δουλγεράκη Άρτεμις 
Published: August 2021

Με αφορμή προηγούμενη δημοσίευση (Τσακίρης και συν.1998b), η οποία ανέφερε διέγερση κατά 65%, της Na+,Κ+-ΑΤΡάσηςστον ολικό εγκέφαλο του επίμυος, κατόπιν προεπώασης του ομογενο-ποιήματος για 1 ώρα με υψηλές συγκεντρώσεις φαινυλαλανίνης (Phe)(0.9-12.1 mM), έγινε προσπάθεια να εξηγηθεί αυτή η αύξηση της ενζυ-μικής δραστικότητας. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκε η νευροτοξί-νη DSP-4 [Ν-(2-χλωροαιθυλο)-Ν-αιθυλο-2-βρωμοβενζυλαμίνη], με ήχωρίς ταυτόχρονη επίδραση υψηλών επιπέδων Phe, όπως αυτά πουπαρατηρούνται στη φαινυλοκετονουρία (PKU), δηλαδή 0.9 και 1.8 mM.Τα πειράματα διεξήχθησαν σε ομογενοποιήματα εγκεφάλου νεογέννη-των επίμυων 21 ημερών, τα οποία επωάστηκαν με Phe. Παρατηρήθηκεαύξηση της δραστικότητας της Na+,Κ+-ΑΤΡάσης (μέχρι 70%, σε σύγκρι-ση με το μάρτυρα), αλλά, όταν προστέθηκε DSP-4 (3 mM), βρέθηκε α-ξιοσημείωτη ελάττωση (περίπου 65%). Επομένως, το DSP-4, αναστέλ-λοντας της νοραδρεναλίνη (ΝΑ), μπορεί να μειώσει τη δραστικότητα τηςNa+,Κ+-ΑΤΡάσης. Η παρατηρούμενη διέγερση του ενζύμου από τη Phe,πιθανόν σχετίζεται με το μετασχηματισμό του αμινοξέος σε ΝΑ (Δουλ-γεράκη και συν. 1999). Οι αλλαγές των επιπέδων της Phe στον ανώρι-μο εγκέφαλο του επίμυος ίσως να επηρεάζουν τη νευρωνική διεγερσι-μότητα και την παραγωγή ενέργειας, στα πλαίσια του μεταβολισμού.Το επόμενο βήμα ήταν να διερευνηθεί η επίδραση διαφορετικώνσυγκεντρώσεων Phe (0.12-12.1 mM) στη δραστικότητα της ακετυλοχο-λινεστεράσης (AChE), της Na+,Κ+-ΑΤΡάσης και της Mg2+-ΑΤΡάσης. Ταπειράματα έγιναν σε ομογενοποιήματα μετωπιαίου φλοιού, ιπποκάμπουκαι υποθαλάμου επίμυων 21 ημερών, στους 37οC. Ο προσδιορισμόςτων δραστικοτήτων των παραπάνω ενζύμων έγινε μετά από προεπώα-ση με Phe. Το αμινοξύ αυτό, σε υψηλές συγκεντρώσεις, προκάλεσε ε-λάττωση της δραστικότητας της AChE κατά 18% (p<0.01) στο μετω-πιαίο φλοιό και κατά 20% (p<0.01) στον ιππόκαμπο, αλλά δεν επηρέα-σε την ενζυμική δραστικότητα στον υποθάλαμο. Διαπιστώθηκε διέγερσητης Νa+,Κ+-ΑΤΡάσης από υψηλά επίπεδα Phe, τόσο στο μετωπιαίοφλοιό, όσο και στον υποθάλαμο (κατά 60%, p<0.01), αλλά στον ιππό-καμπο βρέθηκε αναστολή του ενζύμου, κατά 40% (p<0.01). Η Mg2+-ΑΤΡάση δεν επηρεάστηκε από τη Phe. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουνότι (Δουλγεράκη και συν. 2002):α) Στο μετωπιαίο φλοιό, η απελευθέρωση της ακετυλοχολίνης (ACh) πι-θανόν διαταράσσεται από τη Phe και, σε συνδυασμό με την παρατη-ρούμενη διέγερση της Na+,Κ+-ΑΤΡάσης, ενδεχομένως να εξηγεί ταπροβλήματα μάθησης στην PKU.β) Στον ιππόκαμπο, η αναστολή της AChE από τη Phe, θα μπορούσενα οδηγήσει σε προβλήματα μνήμης (αφού η ACh είναι ο κύριος νευ-ροδιαβιβαστής αυτής της εγκεφαλικής περιοχής), ενώ η αναστολήτης Na+,Κ+-ΑΤΡάσης από τη Phe ίσως προκαλεί μεταβολικές διατα-ραχές και ηλεκτρική αστάθεια στη συναπτική μεμβράνη.γ) Η AChE του υποθαλάμου δεν επηρεάζεται από τη Phe, επομένως ταπροβλήματα συμπεριφοράς στους φαινυλοκετονουρικούς ασθενείςπιθανόν σχετίζονται με τα επίπεδα της ΝΑ, που με τη σειρά τους,φαίνονται να έχουν στενή σχέση με τη διεγερθείσα (από τη Phe)Na+,Κ+-ΑΤΡάση.δ) Υπάρχει πιθανόν μια λειτουργική σχέση μεταξύ του μετωπιαίου φλοι-ού και του υποθαλάμου, διότι συχνά η συμπεριφορά μαθαίνεται και οιαλλαγές στη δραστικότητα της AChE και της Na+,Κ+-ΑΤΡάσης μετάαπό την επίδραση με Phe, είναι ποιοτικά όμοιες σε αυτές τις εγκεφα-λικές δομές.