Co nowego w KYNA? Przegląd aktualnego piśmiennictwa
Słowa kluczowe:
kwas kynureninowy, zaburzenia psychiczneAbstrakt
Artykuł przedstawia aktualne badania naukowe na temat roli metabolitów oraz enzymów szlaku kynureninowego w patogenezie i potencjalnych nowych kierunkach terapii chorób ośrodkowego układu nerwowego. Autorzy przedstawiają doniesienia mówiące o regulacyjnej roli szlaku kynureninowego w odniesieniu do aktywności układu immunologicznego oraz powiązania między aktywnością szlaku kynureninowego i parametrami stanu zapalnego. Podnoszą również znaczenie szlaku kynureninowego w patomechanizmach stojących za rozwojem chorób neurodegeneracyjnych, schizofrenii, choroby afektywnej dwubiegunowej migreny. W artykule przedstawiono również badania nad rolą szlaku kynureninowego w odpowiedzi organizmu na działanie leków przeciwpsychotycznych. Interesujące wydają się również nowe możliwości wpływania na aktywność szlaku kynureninowego za pomocą związków syntetycznych. Zmiany ekspresji 3-monooksygenazy kynureniny mogą okazać się z kolei czynnikiem ryzyka deficytów neuropoznawczych u chorych na schizofrenię. Zwiększony poziom KYNA w życiu wewnątrzmacicznym, może być związany ze zwiększonym ryzykiem deficytów poznawczych w okresie dorosłości. Szlak kynureninowy może także odgrywać rolę regulacyjną w zakresie fizjologii zachowania.
Bibliografia
1. Okuno E., Nakamura M., Schwarcz R. Two kynurenine ami-notransferases in human brain. Brain Res. 1991; 542: 307-312
2. Hilmas C., Pereira E.F., Alkondon M., Rassoulpour A., Schwarcz R., Albuquerque E.X. The brain metabolite kynurenic acid inhibits alpha7 nicotinic receptor activity and increases non alpha7 nico-tinic receptor expression:physiopathological implications J. Neurosci. 2001; 21: 7463-7473
3. Wonodi I., McMahon R.P., Krishna N., Mitchell B.D., Liu J., Glass-man M., Hong L.E., Gold J.M. Influence of kynurenine 3-monooxygenase (KMO) gene polymorphism on cognitive func-tion in schizophrenia. Schizophr. Res. 2014;160(1-3): 80-87
4. Schwieler L., Larsson M.K., Skogh E., Kegel M.E., Orhan F., Abdelmoaty S., Finn A., Bhat M., Samuelsson M., Lundberg K., Dahl M.L., Sellgren C., Schuppe-Koistinen I., Svensson C., Erhardt S., Engberg G. Increased levels of IL-6 in the cerebrospinal fluid of patients with chronic schiz-ophrenia - significance for activation of the kynurenine pathway. J. Psychiatry Neurosci. 2014; 40(2): 126-133
5. Pershing M.L., Bortz D.M., Pocivavsek A., Fredericks P.J., Jørgensen C.V., Vunck S.A., Leuner B., Schwarcz R., Bruno J.P. Ele-vated levels of kynurenic acid during gestation produce neuro-chemical, morphological, and cognitive deficits in adulthood: im-plications for schizophrenia. Neuropharmacology. 2015; 90: 33-41
6. Savitz J., Dantzer R., Wurfel B.E., Victor T.A., Ford B.N., Bodurka J., Bellgowan P.S., Teague T.K., Drevets W.C. Neuroprotective kynurenine metabolite indices are abnormally reduced and posi-tively associated with hippocampal and amygdalar volume in bi-polar disorder. Psychoneuroendocrinology. 2015; 52: 200-211
7. Myint A.M., Kim Y.K., Verkerk R., Park S.H., Scharpe S., Steinbusch H.M., Leonard B.E. Kynurenine pathway in major depression: evidence of impaired neuroprotection J. Affect. Disord. 2007; 98: 143-151
8. Miura H., Ozaki N., Sawada M., Isobe K., Ohta T., Nagatsu T. A link between stress and depression: shifts in the balance between the kynurenine and serotonin pathways of tryptophan metabolism and the etiology and patophysiology of depression. Stress. 2008; 11: 198-209
9. Nguyen N.T., Nakahama T., Le D.H., Van Son L, Chu H.H., Kishimoto T. Aryl hydrocarbon receptor and kynurenine: recent advances in auto-immune disease research. Front Immunol. 2014; 5: 551
10. Tajti J., Majlath Z., Szok D., Csati A., Toldi J., Fulop F., Vecsei L. Novel kynurenic Acid Analogues in the Treatment of Migraine and Neuro-degenerative Disorders: Preclinical Studies and Pharmaceutical De-sign. Curr. Pharm. Des. 2015; 21(17): 2250-2258
11. Karakuła Juchnowicz H., Flis M., Szymona K., Kuczyńska M., Stelmach E., Kowal-Popczak A. Nowe perspektywy w leczeniu przeciwpsychotycznym-znaczenie szlaku kynureninowego Psy-chiatr. Pol. 2014; 48(6): 1167–1177
12. Lemieux G.A., Cunningham K.A., Lin L., Mayer F., Werb Z., Ashrafi K. Kynurenic Acid Is a Nutritional Cue that Enables Behavioral Plasticity. Cell. 2015; 160(1-2): 119-131
13. Toledo-Sherman L.M., Prime M.E., Mrzljak L., Beconi M.G., Ber-esford A., Brookfield F.A., Brown C.J., Cardaun I., Courtney S.M., Dijkman U., Hamelin-Flegg E., Johnson P.D., Kempf V., Lyons K., Matthews K., Mitchell W.L., O'Connell C., Pena P., Powell K., Rassoulpour A., Reed L., Reindl W., Selvaratnam S., Friley W.W., Weddell D.A., Went N.E., Wheelan P., Winkler C., Winkler D., Wityak J., Yarnold C.J., Yates D., Munoz-Sanjuan I., Dominguez C. Development of a Series of Aryl Pyrimidine Kynurenine Monooxygenase Inhibitors as Potential Therapeutic Agents for the Treatment of Huntington's Disease. J. Med. Chem. 2015; 58(3): 1159-1183
14. Miller C.L. The chemical interaction between adrenochrome, three different classes of antipsychotic drugs and metabolites of the kynurenine pathway Eur. Neuropsychopharmacol. 2014; 25(3): 435-440
15. Stahl S.M. Podstawy psychofarmakologii Teoria i praktyka Tom 2. Gdańsk; Via Medica: 2009
16. Olajossy M., Olajossy B., Potembska E., Skoczeń N., Wnuk S., Urbańska E. Stężenie kwasu kynureninowego i wybranych cyto-kine podczas leczenia przeciwdepresyjnego. Neuropsychiatr. Neuropsychol. 2014; 9(2): 55-61
17. Cuartero M.I., Ballesteros I., de la Parra J., Harkin A.L., Abautret-Daly A., Sherwin E., Fernández-Salguero P., Corbí A.L., Lizasoain I., Moro M.A. L-kynurenine/aryl hydrocarbon receptor pathway mediates brain damage after experimental stroke. Circulation. 2014; 130(23): 2040-2051
18. Ormstad H., Verkerk R., Amthor K.F., Sandvik L. Activation of the kynurenine pathway in the acute phase of stroke and its role in fatigue and depression following stroke. J. Mol. Neurosci. 2014; 54(2): 181-187
19. Chauvel V., Vamos E., Pardutz A., Vecsei L., Schoenen J., Multon S. Effect of systemic kynurenine on cortical spreading depression and its modulation by sex hormones in rat Exp. Neurol. 2012; 236(2): 207-214
20. Krause D.L., Riedel M., Müller N., Weidinger E., Schwarz M.J., Myint A.M. Effects of antidepressants and cyclooxygenase-2 in-hibitor on cytokines and kynurenines in stimulated in vitro blood culture from depressed patients. Inflammopharmacology. 2012; 20(3): 169-176
21. Na K.S., Jung H.Y., Kim Y.K. The role of pro-inflammatory cyto-kines in the neuroinflammation and neurogenesis of schizophrenia Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry 2014; 3(48): 277-286
22. Coutinho L.G., Christen S., Bellac C.L., Fontes F., de Souza F., Grandgirard D., Leib S.L., Agnez-Lima L.F. The kynurenine path-way is involved in bacterial meningitis. J.Neuroinflammation. 2014; 11(1): 169
23. de Souza F.R., Fontes F.L., da Silva T.A., Coutinho L.G., Leib S.L., Agnez-Lima L.F. Association of kynurenine aminotransferase II gene C401T polymorphism with immune response in patients with meningitis. BMC Med. Genet. 2011; 12: 51
24. Hilgier W., Kocki T., Obara-Michlewska M., Turski W.A., Oja S.S., Saransaari P., Albrecht J. Modulation by kynurenine of extracellu-lar kynurenate and glutamate in cerebral cortex of rats with acute liver failure. Pharmacol Rep. 2014; 66(3): 466-470
25. Yamashita M., Yamamoto T. Tryptophan and kynurenic Acid may produce an amplified effect in central fatigue induced by chronic sleep disorder. Int. J. Tryptophan Res. 2014; 7: 9-14
26. Chiappelli J., Pocivavsek A., Nugent K.L., Notarangelo F.M., Kochunov P., Rowland L.M., Schwarcz R., Hong L.E. Stress-induced increase in kynurenic acid as a potential biomarker for patients with schizophrenia and distress intolerance. JAMA Psy-chiatry. 2014; 71(7): 761-768
27. DeAngeli N.E., Todd T.P., Chang S.E., Yeh H.H., Yeh P.W., Bucci D.J. Exposure to Kynurenic Acid during Adolescence Increases Sign-Tracking and Impairs Long-Term Potentiation in Adulthood. Front. Behav. Neurosci. 2015; 8: 451
28. Stone T.W. Neuropharmacology of quinolinic and kynurenic acids. Pharmacol. Rev. 1993; 45(3): 309–379
29. Wonodi I, Schwarz R. Cortical kynurenine pathway metabolism: a novel target for cognitive enhancement in schizophrenia. Schi-zophr. Bull. 2010; 36(2): 211–218
30. Wójciak P., Remlinger-Molenda A., Sobieska M., Kostrzewa A., Rybakowski J.Ocenapopulacji limfocytów i stężenia cytokin u chorych na schizofrenię. Neuropsychiatria i Neuropsychologia 2012; 7(3): 122–129
31. Olsson SK, Samuelsson M, Saetre P, Lindström L, Jönsson EG, Nordin C. i wsp. Elevated levels of kynurenic acid in the cerebro-spinal fluid of patients with bipolar disorder. J. Psychiatry Neurosci. 2010; 35(3): 195–199
32. Salter M., Hazelwood R., Pogson C.I., Iyer R., Madge D.J. The effects of a novel and selective inhibitor of tryptophan 2,3-dioxygenase on tryptophan and serotonin metabolism in the rat. Biochem. Pharmacol. 1995; 49(10): 1435–1442
33. Baran H., Jellinger K., Deecke L. Kynurenine metabolism in Alz-heimer’s disease. J. Neural. Transm. 1999; 106(2): 165–181
34. Beal MF, Matson WR, Story E, Milbury P, Ryan EA, Ogawa T. i wsp. Kynurenic acid concentration are reduced in Huntington’s dis-ease cerebral cortex. J. Neurol. Sci. 1992; 108(1): 80–87
35. Erhardt S, Schwieler L, Nilsson L, Linderholm K, Engberg G. The kynurenic acid hypothesis of schizophrenia. Physiol. Behav. 2007; 92(1–2): 203–209
36. Heyes M.P., Achim C.L., Wiley C.A., Major E.O., Saito K., Markey S.P. Human microglia convert L-tryptophan into the neurotoxin quinolic acid. Biochem. J. 1996; 320(2): 595–597
