Glutamat kan spela nyckelroll för drogeffekt på hjärnan

Beroendesjukdomar av olika slag är ett stort hälso- och samhällsproblem och bättre kunskap om hur hjärnans belöningssystem fungerar är därför nödvändig. I en ny studie från Uppsala universitet visas nu en oväntad effekt av signalsubstansen glutamat i mellanhjärnan hos möss. Studien publiceras i denna veckas nätupplaga av tidskriften Proceedings of The National Academy of Sciences, PNAS.

- Vi har funnit att en viss del av hjärnans belöningsystem inte bara behöver signalsubstansen dopamin som man tidigare trott, utan även glutamat, säger forskaren Åsa Mackenzie, som lett studien vid institutionen för neurovetenskap, Uppsala universitet.

Mellanhjärnans dopaminnervceller är bland annat viktiga för hjärnans kontroll av viljestyrda rörelser och för hjärnans ”belöningssystem”. Det senare är i sin tur viktigt för att ge oss en känsla av välbehag och lycka, t ex när vi ätit, tränat eller fått bekräftelse. Själva känslan förmedlas av frisläppt dopamin från mellanhjärnans dopaminproducerande nervceller till hjärnans limbiska system.

Men belöningssystemet påverkas även av beroendeframkallade droger, till exempel kokain och amfetamin. Tidigare studier har visat att en liten andel av dopamincellerna i belöningssystemet utöver dopamin även kan använda signalsubstansen glutamat och forskare har därför föreslagit att dessa nervceller ”samsignalerar” glutamat och dopamin. Men vad detta har för betydelse för hjärnans funktion har hittills inte varit känt.

För att närma sig den frågan tog forskarna i den aktuella studien fram en speciell musmodell, vars dopaminnervceller saknade både förmåga att använda och frisläppa glutamat. Vid behandling med den dopaminfrisättande substansen amfetamin märktes en tydlig effekt. Normala möss svarade som väntat med ökad aktivitet och ökade stereotypa rörelser. Däremot uteblev reaktionen hos modellmössen, vilket visar att en viss del av belöningssystemet inte bara behöver signalsubstansen dopamin, utan även glutamat.

-    När vi tar bort glutamatsignaleringen trubbas alltså hjärnans belöningssystem av, vilket är oerhört intressant, säger Åsa Mackenzie.

Resultaten är kraftfulla och ökar möjligheterna att förstå hur belöningssystemet, och sjukdomar som påverkar detta, bildas och fungerar. Forskarna fortsätter nu att undersöka de inblandade nervcellerna för att ta reda på hur viktigt detta system är för beroende.

-    Vi hoppas att våra studier på sikt ska bidra med relevant kunskap för att förstå beroendemekanismer i oss människor, säger Åsa Mackenzie.

Studien, som gjorts i samarbete med kollegor vid Karolinska Institutet och University of Montreal, Kanada, har finansierats av Uppsala universitet, Vetenskapsrådet, Hjärnfonden, STINT, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Socialstyrelsen, Åhlénstiftelsen och Magnus Bergvall stiftelse.

Referens: VGLUT2 in dopamine neurons is required for psychostimulant-induced behavioral activation. Birgner, C., Nordenankar, K., Lundblad, M., Mendez, J.A., Smith, C., LeGrevès, M., Galter, D., Olson, L., Fredriksson, A., Trudeau, L-E., Kullander, K., Wallén-Mackenzie, Å.

Läs mer på tidskriftens webbplats.

För mer information, kontakta Åsa Mackenzie, tel: 018-471 45 18, asa.mackenzie@neuro.uu.se