Alcheimera slimība: Zinātnieki atrod vakara uzbudinājuma cēloni
Jaunā pētījumā ir atklāta bioloģiskā pulksteņa shēma, kas var izskaidrot, kāpēc cilvēki ar Alcheimera slimību vai citu demences formu agrā vakarā var kļūt satraukti vai agresīvāki.
Pētnieki cer, ka viņu atklājumi novedīs pie jaunām ārstēšanas metodēm, kas palīdzēs nomierināt agresivitāti un uzbudinājumu, ko indivīdi ar Alcheimera slimību un citām neirodeģeneratīvām slimībām parasti piedzīvo kā daļu no stāvokļa, kas pazīstams kā "saulriets".
Pētījumā ar pelēm, par kurām viņi ziņo žurnālā Dabas neirozinātne, viņi pirmo reizi izskaidro, kā bioloģiskais pulkstenis savienojas ar smadzeņu šūnām vai neironiem, kas kontrolē agresiju.
"Mēs pārbaudījām bioloģiskā pulksteņa smadzeņu shēmu," atzīmē vecākais pētījuma autors prof. Clifford B.Saper, Beth Israel Deaconess medicīnas centra Bostonā, MA Neiroloģijas departamenta priekšsēdētājs, "un atrada saikni ar neironu populāciju, kas, kā zināms, izraisa vardarbīgus uzbrukumus, kad tos stimulē vīriešu kārtas vīrieši."
Kas ir saulriets?
Saulriets ir stāvoklis, ko parasti novēro cilvēkiem ar Alcheimera slimību, kad uzvedība kļūst nemierīga, satraukta un agresīva, ko papildina neskaidrības.
Tās nosaukums ir cēlies no tā, ka tas parasti sākas vai pasliktinās vēlā pēcpusdienā vai agrā vakarā - saulei rietot un dienasgaismai sākot izbalēt. Diemžēl tas bieži vien ir laiks, kad aprūpētāji ir noguruši un viņiem ir jāpārtrauc.
Mēs vēl precīzi nezinām, kas izraisa saulrietu. Ieteiktās iespējas ir depresija, pārmērīgs nogurums, sāpes vai pat garlaicība, izsalkums un slāpes.
Jaunā pētījuma pētnieki izvēlējās izpētīt vēl vienu iespēju: ka smadzeņu izmaiņas, ko izraisa neirodeģeneratīvas slimības, piemēram, Alcheimera slimība, traucē bioloģisko pulksteni.
Viņus īpaši interesēja noskaidrot, vai pulkstenis “tieši regulē agresīvu uzvedību”.
Bioloģiskie pulksteņi un diennakts ritms
Bioloģiskie pulksteņi ir īpašas olbaltumvielu grupas, kas sazinās ar šūnām gandrīz visos orgānos un lielākajā daļā ķermeņa audu.
Viņi reaģē uz gaismas un tumsas izmaiņām vidē un izraisa diennakts ritmus - tas ir fiziskas, uzvedības un garīgas izmaiņas, kas “seko ikdienas ciklam”.
Lielākajai daļai dzīvo lietu, sākot no mikrobiem līdz augiem un dzīvniekiem, ir diennakts ritmi. Piemēram, nomods dienā un gulēšana naktī ir diennakts ritms, kas rodas no bioloģiskajiem pulksteņiem, reaģējot uz gaismas līmeņa izmaiņām organisma vidē.
Zinātnieki ir atklājuši, ka gēni, kas veido un kontrolē dažādus bioloģisko pulksteņu komponentus, cilvēkiem, pelēm, augļu mušām, sēnītēm un daudziem citiem organismiem lielā mērā ir līdzīgi.
Kaut arī bioloģiskie pulksteņi ir atrodami gandrīz visur ķermenī, tos visus sinhronizē smadzeņu “galvenais pulkstenis”.
Cilvēkiem, pelēm un citiem mugurkaulniekiem galvenais pulkstenis atrodas suprachiasmatic kodolā, kas ir neironu kopa smadzeņu hipotalāma reģionā. Kopā ir aptuveni 20 000 šūnu, un signālus saņem tieši no acīm.
Diennakts agresijas modelis
Pētījumam prof. Saperers un viņa kolēģi mērīja vīriešu kārtas peļu mijiedarbības biežumu un intensitāti, jo “peles, kas dzīvo”, aizstāvēja savu teritoriju pret “iebrucēju pelēm”, kas tika ievietotas viņu būros dažādos dienas laikos.
Viņi pirmo reizi publicētā pētījumā ziņoja, ka uzbrukumi iebrucēju pelēm parādīja diennakts agresijas modeli - tas ir, to intensitāte un biežums bija atkarīgs no diennakts laika.
"Peles," skaidro prof. Saper, "drīzāk bija agresīvas agrā vakarā ap apgaismojumu un vismazāk agresīvas agri no rīta ap ieslēgtām gaismām."
"Izskatās, ka agresivitāte," viņš turpina, "uzkrājas pelēs gaismas perioda laikā un sasniedz maksimumu ap gaismas perioda beigām."
Citā eksperimentu kopā pētnieki manipulēja ar peles galveno bioloģisko pulksteni, pielāgojot gēnus neironos, kas to regulē.
Viņi atklāja, ka tad, kad viņi apturēja galvenā pulksteņa neironu spēju izveidot īpašu ķīmisko kurjeru vai neirotransmiteru, peles zaudēja diennakts agresijas modeli. Agresivitāte visu laiku saglabājās augsta, neuzrādot augstākos un zemākos līmeņus.
Pēc tam pētnieki izmantoja rīku, ko sauc par optogenētiku, lai kartētu iesaistītās smadzeņu ķēdes. Šis rīks izmanto lāzera gaismu, lai stimulētu un deaktivizētu mērķtiecīgas smadzeņu šūnas.
Bioloģiskais pulkstenis, kas piesaistīts agresijas neironiem
Pētnieki atklāja divas paralēlas ķēdes, kas savieno bioloģisko pulksteni ar smadzeņu apakšreģionu, ko sauc par “ventromediālā hipotalāma ventrolaterālo daļu”, kas, kā zināms, regulē agresiju. Neironu stimulēšana šeit izraisa pelēm vardarbību un agresivitāti.
Viņi secina, ka viņu rezultāti atklāj "funkcionālu" ķēdi, caur kuru "suprachiasmatic kodola [galvenā] pulkstenis regulē agresiju".
Modeļi, kurus viņi novēroja pelēm, saka prof. Saperers, "atdarina pastiprinātas agresijas modeļus, kas novērojami pacientiem saulrieta laikā".
Tas liecinātu, ka ķēde ir kaut kādā veidā bojāta neirodeģeneratīvajās slimībās, piemēram, Alcheimera slimnīcā, viņš atzīmē.
Turpmāki pētījumi par to, kā šī bioloģiskā pulksteņa shēma mainās cilvēkiem ar Alcheimera slimību, varētu būt ļoti noderīgi, lai palīdzētu uzlabot pacientu un aprūpētāju dzīves kvalitāti.
"Braucot saulē, bieži vien pacienti ir jāorganizē, un, ja klīnicisti var kontrolēt šo shēmu, lai samazinātu agresivitāti dienas beigās, pacienti, iespējams, varēs dzīvot mājās ilgāk."
Prof Clifford B. Saper
