Release and neuromodulatory effects of taurine in the rodent striatum

Abstract

Tauriini on rikkipitoinen aminohappo, jonka on arveltu mahdollisesti olevan estävä neuromodulaattori nisäkäsaivoissa. Sitä on ehdotettu apulääkkeeksi monissa neurologisissa sairauksissa, kuten aivohalvauksessa ja epilepsiassa. Kuitenkin tauriinin solunulkoisesta pitoisuudesta aivoissa ja sen vaikutuskohteista molekyylitasolla tiedetään hyvin vähän. Tämä tiedon puute haittaa tämän myrkyttömän ja halvan aineen käyttöä lääkkeenä.

Tutkimukseni tarkoituksena oli selvittää tauriinin toimintaa neuromodulaattorina ja arvioida, suojeleeko se hermosoluja iskemiassa. Kaikki kokeet tehtiin jyrsijöiden isoaivokuoren ja aivojuovion muodostamalla hermojärjestelmällä. Tauriinin solunulkoisen pitoisuuden osoitin olevan melko korkea ja tarkoin hermoaktiviteetin säätelemä. Hermosolujen aktivoituminen ja iskemia kohottivat huomattavasti tauriinin solunulkoista pitoisuutta, mikä kuvannee sen hermosoluja suojelevaa vaikutusta. Iskemiassa tauriini vähensi soluista glutamaatin vapautumista, mikä on merkitsevin patologinen tekijä iskemiassa ja aivohalvauksessa. Solukalvon kloridikanavien aktivoituminen ja solunsisäisen kalsiumionin pitoisuuden muutokset aiheuttivat tämän vaikutuksen.

Yhteenvetona: tulokset osoittavat tauriinin todella olevan neuromodulaattori ja selvittävät sen hermosolujen suojelevaa mekanismia iskemiassa.

Taurine is a sulfur-containing amino acid, thought to be a possible inhibitory neuromodulator in the mammalian brain. It is suggested to be the potent supplementary medication in treatment of various neurological diseases, including stroke and epilepsy. However, little is known regarding the regulation of extracellular concentrations of taurine in the brain and the molecular target(s) of its action. This lack of knowledge hampers the clinical usage of this non-toxic and cheap drug.

This study was aimed to characterize taurine as a neuromodulator in the brain of mammals and to evaluate whether it is neuroprotective in ischemia. All experiments were done on the corticostriatal system of the rodent brain. It was shown that the extracellular concentration of taurine is large and strictly regulated by changes in neuronal activity. Neuronal depolarization and ischemia significantly elevate the extracellular concentration of taurine, which may reflect its intrinsic protective effect. Under ischemic conditions, taurine suppresses the release of glutamate, which is the main pathological factor in ischemia and stroke. The effect is mediated by activation of membrane chloride channels and regulation of concentration of calcium ions inside the cells.

In overall, the findings show that taurine indeed is a neuromodulator and characterize its neuroprotective mechanisms in ischemia.