Zink is een essentiële micronutriënt die betrokken is bij veel cellulaire processen:in leer- en geheugenprocessen, het speelt een rol die nog niet wordt begrepen. Door gebruik te maken van nanoelektrochemische metingen, Zweedse onderzoekers hebben vooruitgang geboekt in de richting van begrip door aan te tonen dat zink de afgifte van boodschappermoleculen beïnvloedt. Zoals gerapporteerd in het journaal Angewandte Chemie , zink verandert het aantal boodschappermoleculen dat is opgeslagen in blaasjes en de dynamiek van hun afgifte uit de cel.

Wanneer signalen worden verzonden door synapsen, boodschappermoleculen (neurotransmitters) worden vrijgegeven uit opslagkamers (synaptische blaasjes) in de synaptische spleet, waar ze worden "herkend" door naburige zenuwcellen. Deze afgifte is gebaseerd op exocytose:het blaasje dokt aan het celmembraan, opent op het contactpunt, geeft een deel van de inhoud vrij naar buiten, sluit, en scheidt zich van het plasmamembraan zodat het opnieuw kan worden gevuld.

Een team onder leiding van Andrew G. Ewing van de Universiteit van Göteborg, Zweden, gebruikte koolstofvezelelektroden met nanotips om de invloed van zink op deze processen te bestuderen. Ze deden metingen aan PC12-cellen die de neurotransmitter dopamine afgeven wanneer ze worden gestimuleerd door een hoge kaliumconcentratie, analoog aan zenuwcellen. "Door een elektrodepunt op het oppervlak van de cel aan te brengen, we kunnen de opening van een individueel blaasje volgen en het aantal vrijgekomen moleculen berekenen, " zegt Ewing. In tegenstelling, als de punt van de elektrode in de cel wordt gestoken, de blaasjes in het cytoplasma kleven aan de elektrode en laten hun volledige inhoud vrij. Ewing zegt:"Met de huidige transiënten kunnen we bepalen hoeveel zendermoleculen zich in individuele blaasjes direct in het cytoplasma van de levende cellen bevinden."

Na behandeling met zink, het totale aantal neurotransmitters in blaasjes was verminderd, gemiddeld met 27%. Echter, de hoeveelheid zender die vrijkwam bij stimulatie bleef constant. Analyse van de huidige transiënten gaf een verklaring voor deze schijnbare tegenstelling. Volgens Ewing, "Zink verandert de dynamiek van de afgifte. Voor en na het openen van het blaasje vormt zich een porie op het contactpunt met het plasmamembraan. Na behandeling met zink, de porie sluit langzamer dan normaal. Het blaasje blijft dus langer open en geeft 92% van zijn zendermoleculen naar buiten af ​​- in plaats van slechts 66% zonder het zink."

Om dit fenomeen nader te onderzoeken, de cellen werden laag voor laag van buiten naar binnen gestript en geanalyseerd met massaspectrometrie. De onderzoekers vonden een zinksoort in de buurt van het celmembraan en een tweede in het binnenste van de cel. "De eerste is in staat te binden aan proteïnekinase C, een enzym dat zich aan het membraan bindt om de snelheid van exocytose te reguleren. De zinksoort in de cel kan het transporteiwit vertragen dat de dopamine in de blaasjes laadt, " stelt Ewing voor. "Onze resultaten bieden eindelijk een verband tussen zink en de regulering van de afgifte van neurotransmitters. Dit kan van belang zijn voor de vorming en opslag van herinneringen."