Dies ist ein neuron auf Nikotin: Nikotin funktioniert innerhalb der Zellen zu verstärken sucht

Wenn eine person nimmt einen Zug von einer Zigarette, Nikotin flutet in das Gehirn, aufrastbar auf Rezeptoren auf der Oberfläche von Nervenzellen und produziert Glücksgefühle. Aber Nikotin nicht bleiben einfach auf der Oberfläche von Zellen — das Medikament tatsächlich durchdringt in neuronalen Zellen und verändert Sie von innen heraus. Nun, ein team von Wissenschaftlern entwickelt ein protein-sensor, leuchtet in der Gegenwart von Nikotin, so dass die Forscher beobachten Nikotin, die Bewegungen in den Zellen und verraten mehr über die Natur der Nikotinabhängigkeit.

Die Arbeit wurde unter Leitung von Henry Lester, professor der Biologie bei Caltech und zuvor gastwissenschaftlerin am Janelia Research Campus des Howard Hughes Medical Institute (HHMI). Ein Papier beschreibt die Forschung erscheint online am 4. Februar in der Zeitschrift für Allgemeine Physiologie. Lester ist auch ein verbundenes Mitglied der Fakultät der Tianqiao und Chrissy Chen Institut für Neurowissenschaften am Caltech.

Das endoplasmatische Retikulum ist das äquivalent einer Zelle, die Fabrik-und Lager-der Ort, wo die Proteine synthetisiert und verpackt werden, um transportiert werden zu verschiedenen anderen Standorten sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle. Nikotinsäure-Rezeptoren (nAChRs) sind unter diesen Proteinen; nachdem er hergestellt im endoplasmatischen Retikulum, Sie Reisen dann auf der Oberfläche der Zelle. Wenn Nikotin-Moleküle in den Körper gelangen, Sie Reisen durch den Blutkreislauf und erreichen die Zellen des Gehirns, wo Sie sich treffen die nAChRs auf der Oberfläche dieser Zellen. Dies löst die Zellen‘ Prozesse auf die Freigabe der Chemikalien, der Belohnung und des Glücks.

Was passiert, wenn Nikotin ist umgezogen in die Zellen, jedoch nicht gut verstanden worden. Lester und die anderen zuvor festgestellt, dass einige nAChRs bleiben in der „Galerie“ — endoplasmatischen Retikulum — wo Sie auch binden kann, um Nikotin. In der Hoffnung um Einblicke in die Nikotin – Wirkung in den Zellen, Lester und sein team entwickelten ein tool namens ein biosensor zu visualisieren, wo das Medikament sammelt sich im inneren der Zellen. Der biosensor besteht aus einem speziellen protein, das sich öffnen und schließen, wie eine Venus-Fliegenfalle und einem inaktivierten fluoreszierenden protein. Der sensor ist entworfen, um in der Nähe um Nikotin, und diese dann aktiviert das fluoreszierende protein zu glühen hell, die anzeigt, wo die Nikotin-Moleküle befinden und wie viele vorhanden sind.

Wissenschaftler können die Biosensoren in bestimmten teilen einer Zelle-in dieser Arbeit, Sie befinden sich im endoplasmatischen Retikulum und auf den Zellen Oberflächen — und beobachten Sie Leuchten, wie Nikotin überschwemmungen in.

Durch die Erstellung von Filmen von Zellen mit Biosensoren in einem Labor Gericht, das team hat entdeckt, dass Nikotin tritt in das endoplasmatische Retikulum, in ein paar Sekunden erscheinen außerhalb einer Zelle. Außerdem, das Nikotin Ebenen sind mehr als genug, um Einfluss auf nAChRs während Ihrer Montage und zusätzliche Chaperon-nAChRs auf Ihrem Weg an die Zelloberfläche. Als Ergebnis, die Neuronen sind mehr empfindlich auf das Nikotin, das erhöht die dankbare Gefühle nach dem einen Zug an einer Tabak-Zigarette oder e-Zigarette. In anderen Worten, je mehr eine person Raucht, desto mehr schnell und einfach der Raucher bekommt eine Nikotin buzz. Dies ist Teil der nikotinsucht.

Während die Filme, die nun den Fokus auf isolierten Neuronen im Labor wollen die Wissenschaftler ermitteln, ob Nikotin die intrazellulären Bewegungen sind ähnlich wie in den Nervenzellen lebender Mäuse. Darüber hinaus sind die Entwicklung von Biosensoren für andere Drogen, wie Opioide und Antidepressiva, zu beobachten, wie diese verbindungen interagieren innerhalb und außerhalb der Zellen.

Das Papier mit dem Titel „Bestimmung der Pharmakokinetik von Nikotin-Drogen im Endoplasmatischen Retikulum Mit Hilfe von Biosensoren.“ Erster Co-Autoren sind Amol Shivange, früher ein Caltech-Postdoc-Stipendiat und jetzt bei Novozymes in Bangalore; Philip Borden des Janelia; und Caltech graduate student Anand Muthusamy. Neben Lester, andere Autoren sind Caltech Postdoc-Wissenschaftler Aaron Nichols, Kallol Bera, Matthew Mulcahy, und Saidhbhe O ‚ Riordan; Huan Bao und Edwin Chapman von der University of Wisconsin; Ishak Bishara, ehemaliger Praktikant in der Lester-Labor; ehemalige Caltech Bachelor-Janice Jeon (BS ’18); Bruce Cohen, senior scientist in der Lester-Labor; Charlene Kim, research technician assistant in der Lester-Labor; Dennis Dougherty, der George Grant Hoag Professor der Chemie am Caltech und Direktor des Beckman Institute; Jonathan Marvin von Janelia; und Loren Looger des Janelia. Gefördert durch die Nationalen Institute der Gesundheit, des Kalifornien-Tabak-Related Disease Research Programm, das California Institute für Regenerative Medizin, das Gehirn & Behavior Research Foundation, HHMI, Della Martin Stiftung, Louis und Janet Fletcher, und Caltech Summer Undergraduate Research Fellowship Spender.

Selbstdreher hängen stärker an der Kippe

Erst das Blättchen glatt streichen, dann behutsam den Tabak darauf verteilen, vielleicht einen Filter zwischen die Fingerspitzen klemmen und los geht das gefühlvolle Rollen. Für manche ist das Drehen einer Zigarette ein Ritual, das zum Rauchen einfach dazugehört. Für andere ist es schlicht ein Muss, um Geld zu sparen.

So oder so: Wer selbst dreht, denkt seltener ans Aufhören und startet auch seltener Versuche, das Rauchen zu stoppen. Zu diesem Ergebnis kommt eine britische Studie, für die mehr als 38.000 Raucher befragt wurden. Als Raucher galt dabei jeder, der im vergangenen Jahr mindestens gelegentlich Zigaretten geraucht hatte. Dabei erfassten die Forscher auch, ob die Befragten in den zwölf Monaten versucht hatten, aufzuhören – und ob es ihnen geglückt war.

Die fünf wichtigsten Ergebnisse:

1. Der typische Selbstdreher: 37 Prozent der Studienteilnehmer drehten ihre Zigaretten selbst, immerhin mehr als ein Drittel. Im Durchschnitt waren die Selbstdreher etwas jünger, häufiger männlich und sozial schlechter gestellt als die Raucher von Fertigzigaretten. Vor allem der letzte Punkt lässt sich mit den Kosten erklären: Obwohl die Selbstdreher im Schnitt eine Zigarette mehr am Tag rauchten, investierten sie nur etwa halb so viel Geld in ihren Konsum wie die Raucher fertiger Zigaretten.

2. Die Motivation zum Rauchstopp ist da – aber unterschiedlich ausgeprägt: Raucher von Fertigzigaretten versuchten häufiger aufzuhören: Bei ihnen waren es 36 Prozent, bei den Selbstdrehern nur 33 Prozent. Außerdem erklärten zum Zeitpunkt der Befragung 20 Prozent der Fertigzigaretten-Raucher, dass sie hoch motiviert seien, die Zigaretten aus ihrem Leben zu verbannen. Bei den Selbstdrehern waren es nur 16 Prozent, schreiben die Forscher um Sarah Jackson vom University College London im Fachmagazin „BMJ Open“.

Die Unterschiede klingen nicht groß – gemessen an der Zahl der Raucher in der Bevölkerung betreffen sie jedoch Tausende. Allein in Deutschland rauchen rund 29 Prozent der Erwachsenen, das entspricht knapp 20 Millionen Menschen. Vorausgesetzt, die Quote der Selbstdreher ist hierzulande ähnlich hoch wie in Großbritannien, würde ihre Gruppe rund sieben Millionen Menschen ausmachen.


Wer hat’s bezahlt?

Die Studie wurde von Cancer Research UK finanziert.


3. Egal in welcher Gruppe, Aufhören klappt fast nie: Obwohl mehr als 13.000 der 38.000 Teilnehmer versucht hatten, im Jahr vor der Befragung mit dem Rauchen aufzuhören, schafften es nur knapp 2000. Dabei gab es keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen Selbstdrehern und den Rauchern von Fertigzigaretten. Während bei Selbstdrehern 14 Prozent der Gewillten das Aufhören gelang, waren es in der anderen Gruppe 15 Prozent.

4. Wer sich das Aufhören vornimmt – und wer es schafft: Die geringen Erfolgsquoten zeigen, wie schwierig der Rauchstopp ist. Unter denen, die sich vornahmen, von den Zigaretten wegzukommen, waren besonders viele junge, gebildete Frauen. Tatsächlich erfolgreich waren aber vor allem ältere, gebildete Raucher beider Geschlechter.

5. Die unterschiedlichen Gründe, das Rauchen aufzugeben: Von mehr als 10.000 Teilnehmern hatten die Forscher Daten zu den Beweggründen für den Versuch aufzuhören. Die Raucher von Fertigzigaretten berichteten deutlich häufiger als Selbstdreher, aufgrund der Kosten aufhören zu wollen. Dafür spielten bei Selbstdrehern Gesundheitsprobleme eine größere Rolle.

Gründe für den Rauchstopp

Warnhinweise auf den Verpackungen hingegen beeindruckten kaum einen Raucher so stark, dass er deshalb aufhören wollte – das galt für alle Teilnehmer der Studie.

Das Fazit: billig und individuell, warum also verzichten?

Dass Rauchen tötet, weiß mittlerweile jeder. Jährlich sterben etwa sechs Millionen Menschen weltweit an den Folgen ihres Zigarettenkonsums. Allein in Deutschland hätten dieses Jahr Zehntausende Lungenkrebsfälle vermieden werden können, wenn die Menschen nie geraucht hätten. Trotzdem fehlt vielen Rauchern die Motivation aufzuhören – das gilt für Selbstdreher noch stärker als für Nutzer von Fertigzigaretten.

Ein Hauptgrund dafür könnten die geringeren Kosten der selbst gedrehten Zigaretten sein. „Da Selberdrehen eine günstige Alternative zu in Fabriken hergestellten Zigaretten bietet, können sich die Nutzer das Rauchen möglicherweise einfach länger leisten und sind nicht gezwungen aufzuhören“, sagt Studienautorin Jackson. Geht es nach den Forschern, sollten die Preise für Drehtabak angehoben werden.

Daten aus Europa zeigen, wie stark sich das auswirken kann. Demnach führt eine Preissteigerung von zehn Prozent dazu, dass die Zahl der Raucher um etwa fünf bis sieben Prozent sinkt – und besonders junge und sozial benachteiligte Menschen das Rauchen aufgeben.

Einen Faktor aber werden auch höhere Preise nicht beheben können: Das Drehen ermöglicht es jedem, die individuelle Lieblings-Zigarette zu bauen, bei einem zusätzlichen Ritual. Die kann auch mal etwas dünner ausfallen, wenn das Geld gerade knapp ist, ohne gleich ganz aus dem Leben zu verschwinden.

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