Alcheimera slimība: kā tau izjauc smadzeņu šūnas?
Zinātnieki ir atraduši iepriekš nezināmu mehānismu, kurā proteīns tau, kas saistīts ar Alcheimera slimību, bojā smadzeņu šūnas, traucējot to iekšējo komunikāciju.
Atklājums atklāj jaunu gaismu šī visizplatītākā demences cēloņa izcelsmei, kuras raksturīga iezīme ir sapinušās tau proteīna pavedienu uzkrāšanās smadzenēs.
Atzinums var izraisīt arī jaunu Alcheimera un citu slimību ārstēšanu, kas pakāpeniski iznīcina smadzeņu audus, secina pētnieki dokumentā par viņu darbu, kas tagad ir atrodams žurnālā Neirons.
Zinātnieki no Masačūsetsas Vispārējās slimnīcas (MGH) Čārlstaunā un Džona Hopkinsa Medicīnas skolas Baltimorā, MD, vadīja pētījumu, kura mērķis bija izpētīt, kā tau proteīns varētu veicināt smadzeņu šūnu bojājumus.
Alcheimera slimība neizzūd un laika gaitā pasliktinās. Tas ir sestais biežākais pieaugušo nāves cēlonis Amerikas Savienotajās Valstīs, kur aptuveni 5,7 miljoni cilvēku slimo ar šo slimību.
Precīzi Alcheimera cēloņi joprojām nav zināmi
Kas tieši izraisa Alcheimera slimību un citas demences formas, zinātnei joprojām ir noslēpums. Pierādījumi liecina, ka ir iesaistīta vides, gēnu un dzīvesveida kombinācija ar dažādiem faktoriem, kuru ietekme dažādiem cilvēkiem ir atšķirīga.
Lielākajā daļā Alcheimera slimību simptomi netiek parādīti, kamēr cilvēki nav sasnieguši 60 gadu vecumu. Pēc šī vecuma saslimšanas risks strauji pieaug ar vecumu.
Smadzeņu pētījumi cilvēkiem ar šo slimību - kopā ar smadzeņu audu pēcnāves analīzi - ir daudz atklājuši, kā Alcheimera slimība mainās un kaitē smadzenēm.
“Ar vecumu saistītas izmaiņas” ietver: iekaisumu; saraušanās dažos smadzeņu reģionos; nestabilu, īslaicīgu molekulu, kas pazīstamas kā brīvie radikāļi, radīšana; un traucējumus šūnu enerģijas ražošanā.
Cilvēka ar Alcheimera slimību smadzenēs ir arī divas atšķirīgas iezīmes: amiloidā proteīna plāksnes, kas veidojas starp šūnām, un tau olbaltumvielu mudžekļi, kas veidojas šūnu iekšienē. Nesenais pētījums attiecas uz pēdējo.
Izmaiņas tau uzvedībā
Smadzeņu šūnām vai neironiem ir iekšējas struktūras, kas pazīstamas kā mikrotubulas, kas atbalsta šūnu un tās darbību. Tie ir ļoti aktīvi šūnu komponenti, kas palīdz vielas pārnest no šūnas ķermeņa uz daļām, kas savieno to ar citām šūnām.
Veselās smadzeņu šūnās tau proteīns parasti “saistās un stabilizē” mikrotubulus. Tau Alcheimera slimībā izturas atšķirīgi.
Izmaiņas smadzeņu ķīmijā liek tau olbaltumvielu molekulām atdalīties no mikrocaurulītēm un tā vietā pielipt viena otrai.
Galu galā atdalītās tau molekulas veido garus pavedienus vai neirofibrilārus juceklus, kas izjauc smadzeņu šūnu spēju sazināties ar citām šūnām.
Jaunais pētījums ievieš iespēju, ka Alcheimera slimības gadījumā tau izjauc vēl vienu mehānismu, kas ietver saziņu starp smadzeņu šūnas kodolu un tā ķermeni.
Saziņa ar šūnu kodolu
Šūnas kodols sazinās ar pārējo šūnu, izmantojot struktūras, ko sauc par kodola porām, kas satur vairāk nekā 400 dažādu olbaltumvielu un kontrolē molekulu kustību.
Pētījumi par amiotrofās laterālās sklerozes, frontotemporālās un cita veida demences cēloņiem liecina, ka šo kodolu poru trūkumi kaut kādā veidā ir saistīti.
Nesenais pētījums atklāj, ka dzīvnieku un cilvēku šūnām ar Alcheimera slimību ir bojātas kodola poras un ka vaina ir saistīta ar tau uzkrāšanos smadzeņu šūnā.
"Slimības apstākļos," skaidro vecākais pētījuma autors Bredlijs T. Himans, MGH Alcheimera nodaļas direktors, "šķiet, ka tau mijiedarbojas ar kodola poru un maina tā īpašības."
Viņš un viņa kolēģi atklāja, ka tau klātbūtne izjauc sakārtotu kodolu poru struktūru, kas satur galveno strukturālo proteīnu Nup98. Alcheimera slimības šūnās šo poru bija mazāk, un tās, kas tur atradās, mēdz būt pielipušas viena otrai.
‘Mislokalizēts’ Nup98
Viņi arī novēroja vēl vienas kuriozas izmaiņas, iesaistot Nup98 Alcheimera slimības smadzeņu šūnās. Šūnās ar agregētu tau Nup98 tika “nepareizi lokalizēts”, nevis palika kodola porās.
Viņi atklāja, ka šī iezīme ir vairāk pārspīlēta smadzeņu audos cilvēkiem, kuri ir miruši ar ekstrēmākām Alcheimera slimības formām.
Visbeidzot, pievienojot cilvēka tau dzīvajām grauzēju smadzeņu šūnu kultūrām, pētnieki atklāja, ka tas izraisīja nepareizu Nup98 lokalizāciju šūnu ķermenī un traucēja molekulu transportēšanu kodolā.
Tas bija pierādījums “funkcionālai saiknei” starp tau olbaltumvielu klātbūtni un kodola transporta mehānisma bojājumiem.
Autori tomēr atzīmē, ka nav skaidrs, vai pētījumā atklātā Nup98-tau mijiedarbība notiek tikai slimības dēļ, vai tas ir normāls mehānisms, kas slimības apstākļos izturas ārkārtīgi.
Viņi secina:
"Kopā ņemot, mūsu dati nodrošina netradicionālu tau izraisītas neirodeģenerācijas mehānismu."
