Tauriini on "erittäin essentielli aminohappo!"

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23170060

Mol Vis. 2012;18:2673-86. Epub 2012 Nov 12.  Review: Taurine: A "very essential" amino acid.

Ripps H, Shen W.

Departments of Ophthalmology and Visual Science, Anatomy and Cell Biology, Physiology and Biophysics, University of Illinois College of Medicine, Chicago, IL ; The Marine Biological Laboratory, Woods Hole, MA.

TIIVISTELMÄ ( Abstract)

TAURIINI on orgaaninen osmolyytti, joka osallistuu solun volyymin säätelyyn ja  antaa substraattia sappisuolojen tuotantoon. Sillä on moduloivaa vaikutusta  solunsisäisen vapaan kalsiumin pitoisuuteen ja vaikka se on  yksi niistä harvoista aminohapoista, jotka eivät ole struktuuriaminohappoja ja proteiinien osia, niin se on kuitenkin muuan kaikkein runsain  aminohappo aivoissa,  verkkokalvossa, lihaskudoksessa ja elimissä kautta kehon.

Taurine is an organic osmolyte involved in cell volume regulation, and provides a substrate for the formation of bile salts. It plays a role in the modulation of intracellular free calcium concentration, and although it is one of the few amino acids not incorporated into proteins, taurine is one of the most abundant amino acids in the brain, retina, muscle tissue, and organs throughout the body.

 Tauriini toimii monissa keskushermoston funktioissa  sen kehittymisestä  alkaen  sytoprotektioon asti; tauriinin puute liittyy kardiomyopatiaan, munuaisen huonoon toimintaan ja kehitysanomalioihin sekä  verkkokalvoneuronien  vaikeaan vaurioon.

Taurine serves a wide variety of functions in the central nervous system, from development to cytoprotection, and taurine deficiency is associated with cardiomyopathy, renal dysfunction, developmental abnormalities, and severe damage to retinal neurons.

 Kaikki silmäkudokset sisältävät tauriinia. Kun mitattiin kvantitatiivisia tauriinimääriä koe-eläinsilmästä, ilmeni, että tauriini on kaikkein runsain aminohappo verkkokalvossa (retina) , lasiaisessa (vitreous, glaskropp), linssissä ( lens) , sarveiskalvossa (cornea, hornhinna), värikalvossa (iris) ja sädekalvossa  (corpus ciliaris, ciliary body, strålkropp).

 All ocular tissues contain taurine, and quantitative analysis of ocular tissue extracts of the rat eye revealed that taurine was the most abundant amino acid in the retina, vitreous, lens, cornea, iris, and ciliary body. 

 Verkkokalvossa tauriini on kriittinen fotoreseptorien kehitykselle ja se  toimii  sytoprotektiivisena tekijänä  stressiin liittyvässä neuronivauriossa ja muissa patologisissa tiloissa.

In the retina, taurine is critical for photoreceptor development and acts as a cytoprotectant against stress-related neuronal damage and other pathological conditions.

 Vaikka tauriinilla on monia funktionaalisia ominaisuuksia, ei   kuitenkaan tunneta täysin kaikkia tauriinin  vaikutusta välittäviä  soluperäisiä  ja biokemiallisia mekanismeja

 Despite its many functional properties, however, the cellular and biochemical mechanisms mediating the actions of taurine are not fully known.

Siitä huolimatta vaikuttaa siltä, että tauriini on  epäilemättä yksi kaikkein  essentielleimmistä kehon  aineista, kun otetaan huomioon  sen laaja esiintyminen  kehossa,  sen moninainen  sytoprotektiivivinen maine ja sen funktionaalinen merkitsevyys solun kehityksessä, ravitsemuksessa ja elossapysymisessä.

  Nevertheless, considering its broad distribution, its many cytoprotective attributes, and its functional significance in cell development, nutrition, and survival, taurine is undoubtedly one of the most essential substances in the body. 

 Mielenkiintoista on myös, että tauriini kyllä täyttää monia essentiellille aineelle asetettuja kriteerejä  inventoitaessa hermonvälittäjäaineita - mutta  (tässä vaiheessa -marrask  2012- sanotaan)  tauriinispesifisen reseptorin identifioiminen selkärankaisten hermojärjestelmässä on vielä tekemättä. :

 Interestingly, taurine satisfies many of the criteria considered essential for inclusion in the inventory of neurotransmitters, but evidence of a taurine-specific receptor has yet to be identified in the vertebrate nervous system.

 TÄSSÄ KATSAUKSESSAAN  tiedemiehet esittävät  laajan yleiskuvan tauriinin funktionaalisista ominaisuuksista, joistain  tauriinivajeen seuraamuksista ja eläinmallilla tehtyjen tutkimuksien tuloksista  ja he arvelevat, että tauriinilla saattanee olla terapeuttista merkitystä  epilepsian ja diabeteksen hoidossa.

 In this report, we present a broad overview of the functional properties of taurine, some of the consequences of taurine deficiency, and the results of studies in animal models suggesting that taurine may play a therapeutic role in the management of epilepsy and diabetes.

Katsottu sivu 7.5. 2013 

Glysinerginen säätely orexiinineuroniin.

 Suomennettavia: 

PLoS One. 2011;6(9):e25076. Epub 2011 Sep 16. 
Orexin neurons receive glycinergic innervations.

Hondo M, Furutani N et al.

Abstract

Glycine, a nonessential amino-acid that acts as an inhibitory neurotransmitter in the central nervous system, is currently used as a dietary supplement to improve the quality of sleep, but its mechanism of action is poorly understood.

We confirmed the effects of glycine on sleep/wakefulness behavior in mice when administered peripherally.

 Glycine administration increased non-rapid eye movement (NREM) sleep time and decreased the amount and mean episode duration of wakefulness when administered in the dark period.

 Since peripheral administration of glycine induced fragmentation of sleep/wakefulness states, which is a characteristic of orexin deficiency, we examined the effects of glycine on orexin neurons.  The number of Fos-positive orexin neurons markedly decreased after intraperitoneal administration of glycine to mice.

 To examine whether glycine acts directly on orexin neurons, we examined the effects of glycine on orexin neurons by patch-clamp electrophysiology. Glycine directly induced hyperpolarization and cessation of firing of orexin neurons. These responses were inhibited by a specific glycine receptor antagonist, strychnine. Triple-labeling immunofluorescent analysis showed close apposition of glycine transporter 2 (GlyT2)-immunoreactive glycinergic fibers onto orexin-immunoreactive neurons.

Immunoelectron microscopic analysis revealed that GlyT2-immunoreactive terminals made symmetrical synaptic contacts with somata and dendrites of orexin neurons.

 Double-labeling immunoelectron microscopy demonstrated that glycine receptor alpha subunits were localized in the postsynaptic membrane of symmetrical inhibitory synapses on orexin neurons.

 Considering the importance of glycinergic regulation during REM sleep, our observations suggest that glycine injection might affect the activity of orexin neurons, and that glycinergic inhibition of orexin neurons might play a role in physiological sleep regulation.

Suomennosta vailla.
7.5. 2013 

Onko orexiinisysteemillä ja Gly r yhteyttä?

Eur J Neurosci. 2004 Mar;19(5):1278-84. Orexin (hypocretin)/dynorphin neurons control GABAergic inputs to tuberomammillary neurons.

Eriksson KS, Sergeeva OA, Selbach O, Haas HL.

Source

Department of Neurophysiology, Heinrich-Heine-University Düsseldorf, Germany. kristere@stanford.edu

Abstract

High activity of the histaminergic neurons in the tuberomammillary (TM) nucleus increases wakefulness, and their firing rate is highest during waking and lowest during rapid eye movement sleep.

 The TM neurons receive a prominent innervation from sleep-active gamma-aminobutyric acidergic (GABAergic) neurons in the ventrolateral preoptic nucleus, which inhibits them during sleep.

 They also receive an excitatory input from the orexin- and dynorphin-containing neurons in the lateral hypothalamus, which are critically involved in sleep regulation and whose dysfunction causes narcolepsy. 

We have used intracellular recordings and immunohistochemistry to study if orexin neurons exert control over the GABAergic inputs to TM neurons in rat hypothalamic slices.

 Dynorphin suppressed GABAergic inputs and thus disinhibits the TM neurons, acting in concert with orexin to increase the excitability of these neurons.

 In contrast, both orexin-A and orexin-B markedly increased the frequency of GABAergic potentials, while co-application of orexin and dynorphin produced responses similar to dynorphin alone. Thus, orexins excite TM neurons directly and by disinhibition, gated by dynorphin. These data might explain some of the neuropathology of narcolepsy.

OREXIINISYSTEEMIN  JA GLYSIINISYSTEEMIN yhteys:
 On olemassa. Suomennan jatkossa.
 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=glycinergic%20receptor%2C%20orexin

• Orexiinisysteemi toimii kuin Aspartaterginen järjestelmä (erittäin nopea  glutamaterginen excitatorien neuroni, joka stimuloi histaminergista neuronia. 

 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22956835

Olennaiset neuronipiirit koostettu dynaamiseksi malliksi

Lisää suomennettavaa perustiedosta:

Addict Biol. 2012 Sep;17(5):827-64. doi: 10.1111/j.1369-1600.2012.00485.x. Neurocircuitry for modeling drug effects. Noori HR, Spanagel R et al.

TIIVISTELMÄ_Abstract

 Tutkittessa tieteellisesti  ihmisen addiktioitten  perusolemusta on tärkeä  tunnistaa ja saada ymmärtämystä sellaisista neuronipiireistä, jotka välittävät  riippuvuuskäyttäytymisen kehittymisessä relevantteja alkoholin ja lääkkeitten (huumeitten)  vaikutuksia. Tässä artikkelin tutkimuksessa perustutaan tietämykseen  jyrsijäeläimen  neuroanatomiasa  ja esitetään malli,  konstruktio neuronipiiristä,  joka välittää akuutteja ja kroonisia huumevaikutuksia hermonvälittäjäaineitten dynamiikkaan.
Käytettiin kahdentyyppistä tietoa  neuronipiirin konstruoimisessa.
1) neuroanatomisilla tekniikoilla saatua tietoa  sytoarkkitehtuurista ja  neurokemiallisesta jatkumosta  tarkastelluissa  aivoalueissa.
2) tietoja jokaisen tarkastellun alueen funktionaalisesta relevanssista suhteessa alkoholin ja huumeen käyttöön

Tietojen esikäsittelyssa pyrittiin laadullisesti mahdollisimman hyvän tasoon.

 (We used mathematical data mining and hierarchical clustering methods to achieve the highest standards in the preprocessing of these data).

 Muodostettiin  tarkka  dynaaminen verkosto 19 aivoregion ja 7 hermonvälittäjäainejärjestelmän avulla

 Using this approach, a dynamical network of high molecular and spatial resolution containing 19 brain regions and seven neurotransmitter systems was obtained.

 Edelleen  teoreettisista analyyseistä päädyttiin olettamaan, että neuronipiiri on yhteenkuuluvainen eikä ole erotettavissa  enempiin komponentteihinsa, alaosiinsa..

 Further graph theoretical analysis suggests that the neurocircuitry is connected and cannot be separated into further components.

 Analyysien  selvisi että on olemassa  ydintärkeä alapiiri  tiivistyneenä  9 aivoalueelle
jotka ovat :

1. prefrontaali cortex,
2. insulan  cortex,  
3. nucleus accumbens,
4.  hypothalamus,
5.  amygdala, 
6.  thalamus, 
7. substantia nigra, 
8. ventraalinen tegmentaalinen alue (VTA) ja
9.  raffen tumakkeet. 

 Our analysis also reveals the existence of a principal core subcircuit comprised of nine brain regions:
the prefrontal cortex
insular cortex,  
nucleus accumbens,
hypothalamus,
amygdala, 
thalamus,
substantia nigra, 
ventral tegmental area
 and raphe nuclei.

 Neuronipiirin synkronisaation suhteen   on omat vaateensa akuutin ja kroonisen  huumevaikutuksen osoittamiseksi.

 Finally, by means of algebraic criteria for synchronizability of the neurocircuitry, the suitability for in silico modeling of acute and chronic drug effects is indicated. 

 Todellakin tutkijat saivat luotua  yhden dynaamisen systeemin , joka voi toimia mallina  akuutin etanoliadministraation vaikutuksille koe-eläimessä ja tässä saatiin   vapautumaan   dopamiinia  nucleus accumbens-tumakkeessa - mikä on merkki huumeen aiheuttamasta  vahvistuksesta ( reinforcement) -  dopamiinin  määrät olivat samoja kuin mikrodialyysianalyyseistäkin oli saatu.

Indeed, we introduced as an example a dynamical system for modeling the effects of acute ethanol administration in rats and obtained an increase in dopamine release in the nucleus accumbens-a hallmark of drug reinforcement-to an extent similar to that seen in numerous microdialysis studies.

 Esitetty neuronipiiri  antaa rakenteellista ja dynaamista kehystä ja runkoa  laajamittaisempiinkin matemaattisiin malleihin ja auttaa tekemään ennusteen kroonisen huumenkäytön vaikutuksista  aivojen toimintaan.

 We conclude that the present neurocircuitry provides a structural and dynamical framework for large-scale mathematical models and will help to predict chronic drug effects on brain function.

Luettu 7.5. 2013 
 Aivojen  fysioanatomisen rakenteen kuvaus  ei kuitenkaan kuulu Tauriini-otsikon alle, joten poistan näitä linkkikuvauksia ja neuronipiirikuvauksia tästä blogista, jos sana TAURIINI ei esiinny  tekstissä. . 

Tauriini ja enkefalopatia

http://jp.physoc.org/content/550/3/911.full.pdf
Tauriiniperäisessä enkefalopatiassa lie hyötyä  B6 vitamiinista muiden  rikkiaineenvaihduntaa  oikovien tekijöiden lisäksi. 

Labiili rikki ja stabiili rikki

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1570023202006232
 RIKKI ( sulfus9 on kemiallisesti ja biologisesti aktiivi alkuaine.
Rikkiyhdisteitä esiintyy animaalisessa kudoksessa kahdessa muodossa,  nimittäin stabiilina (pysyväisenä)  ja labiilina ( pysymättömässä muodossa).
Kehon yhdisteet kuten METIONIINI, CYSTEIINI, TAURIINI ja SULFUURIHAPPO ovat stabiileja rikkipitoisia yhdisteitä

Ja toisaalta taas  happo-labiili rikki ja sulfaanirikkiyhdisteet ovat labiileja rikkiyhdisteitä.
 Labiilien rikkiyhdisteitten  rikki (sulphur) atomit vapautuvat epäorgaanisina sulfideina happokäsittelyssä  tai reduktiossa. Sentakia on sulfidien määrittäminen perustapa  määritettäessä labiilia rikkiä.
 Sulfideja voidaan määrittää erilaisin metodein (  spectrophotometry after derivatization, ion chromatography, high-performance liquid chromatography after derivatization, gas chromatography,  potentiometry with a sulfide ion-specific electrode).

Alunperin metodit oli luotu, jotta voitaisiin määrittää ilmassa ja vedessä  olevien näytteiden  sulfidit ja vasta myöhemmin  menetelmiä sovellettiin  biologisten näytteiden tutkimukseen..
Animaalisessa kudoksessa on labiilin rikin  metabolinen alkuperä aminohappo CYSTEINI ( C, Cys)

 Netiet CYSTEIININ  aineenvaihdunnasa, mitkä johtavat  sulfaani-rikin muodostumiseen, ovat artikkelissa  pohdinnan kohteena. Artikkeliin kuuluu kartta ( solu, solulima, mitokondria) 
Lopuksi pohditaan labiilin rikin fysiologisia rooleja ja patologista merkitystä.

Tauriinin roolit keskushermostossa 2010

J Biomed Sci. 2010 Aug 24;17 Suppl 1:S1.  Role of taurine in the central nervous system.

Wu JY, Prentice H.

 

TAURIINI osoittaa moninaisia solufunktioita kuten keskistä osaa hermonvälittäjäaineena, keskushermoston kehityksen ajan troofisena tekijänä, kalvojen integriteettiä ylläpitävänä tekijänä, kalsiumin kuljetusta ja homeostaasia säätelevänä tekijänä, osmolyyttinä, neuromodulaattorina ja neuroprotektiivisena aineena.

Taurine demonstrates multiple cellular functions including a central role as a neurotransmitter, as a trophic factor in CNS development, in maintaining the structural integrity of the membrane, in regulating calcium transport and homeostasis, as an osmolyte, as a neuromodulator and as a neuroprotectant. 

 Tauriinin hermonvälittäjäaineominaisuuksia kuvaa sen kyky saada aikaan neuronaalista hyperpolarisaatiota , spesifisen tauriinia syntetisoivan entsyymin ja reseptoreiden  olemassaolo keskushermostossa  ja  tauriinia kuljettavan systeemin olemassaolo.

The neurotransmitter properties of taurine are illustrated by its ability to elicit neuronal hyperpolarization, the presence of specific taurine synthesizing enzyme and receptors in the CNS and the presence of a taurine transporter system. 

Tauriini tekee niitä neuroprotektiivfisia toimintojaan  glutamaatin aiheuttamaa excitotoksisuutta vastaan alentamalla  glutamaatin aiheuttamia solunsisäisen kalsiumin pitoisuuden  kohoamisia , vaihtamalla Bcl-1 ja Bad suhdetta edullisemmaksi  solun elossapysymiselle ja vähentämällä endoplasmisen retikulumin stressiä.

Taurine exerts its neuroprotective functions against the glutamate induced excitotoxicity by reducing the glutamate-induced increase of intracellular calcium level, by shifting the ratio of Bcl-2 and Bad ratio in favor of cell survival and by reducing the ER stress. 

Arvellaan, että on olemassa metabotrooppisia tauriinireseptoreita, jotka ovat negatiivisesti kytkeytyneitä fosfolipaasi C-signalointitiehen inhibitorisen Gi proteiinin välityksellä  ja tästä on myös tieteellistä näyttöä olemassa.


The presence of metabotropic taurine receptors which are negatively coupled to phospholipase C (PLC) signaling pathway through inhibitory G proteins is proposed, and the evidence supporting this notion is also presented.

Suomennos 7.5. 2013 

(Huom , artikkelissa mainittu TAU-reseptori on käytännössä  GLY-reseptori, jonka ligandina toimii mieluummin kuvan esittämässä tasossa  tauriini kuin glysiini, koska GLY reseptorilla isoformeista riippuen on erilainen tapa  suosia  glysiiniä  tai   tauriinia   ligandina.-  Tässä on jokin hyvin delikaatti hienosääteinen tasapaino olemassa.

Free PMC Article