Alcheimera slimība: kas noved pie smadzeņu šūnu bojājumiem?
Zinātnieki ir atklājuši mehānismu, ar kura palīdzību toksisks smadzeņu proteīns, kas ir Alcheimera slimības pazīme, var sabojāt neironus vai smadzeņu šūnas.
Grenobles neirozinātņu institūta Francijā komanda, kas veica atklājumu, arī ierosina potenciālu veidu, kā atbruņot mehānismu slimības sākuma stadijā.
Pētījums attiecas uz dendrītu muguriņu darbību, kas ir niecīgas struktūras smadzeņu šūnu sazarotās daļās, kas uztver signālus no citām smadzeņu šūnām.
Šķiet, ka beta-amiloidīds, toksisks proteīns, kas uzkrājas cilvēku ar Alcheimera slimību smadzenēs, iedarbina mehānismu, kas izjauc dendrītu muguriņu darbību.
Mehānisms atspējo olbaltumvielu, ko sauc par kofilīnu 1, un šī proteīna aktivitātei ir izšķiroša nozīme dendrītu muguriņu veselīgā darbībā.
The Neirozinātnes žurnāls nesen publicēja pētījumu par pētījumu.
Tajā aprakstīts, kā komanda izmantoja smadzeņu audu paraugus no peles modeļiem un cilvēkiem ar Alcheimera slimību, lai nonāktu pie saviem atklājumiem.
Galvenais atklājums bija tāds, ka iedarbība uz beta-amiloido peptīdiem, kas ir toksiskā proteīna pamatelementi, izraisīja kofilīna 1 neaktīvās formas palielināšanos.
"Vēl vairāk," atzīmē pētījuma līdzautors José Martínez-Hernández, Ph.D., kurš tagad strādā Baskijas Universitātes Bioķīmijas un molekulārās bioloģijas nodaļā Spānijas Basku zemes universitātē, "beta-amiloido peptīdu dēļ mazāk muguriņu ilgtermiņā; kad viņi vairs nedarbojas, tie laika gaitā pakāpeniski tiek zaudēti. ”
Alcheimera slimība iznīcina smadzeņu savienojumus
Alcheimera slimība ir neatgriezeniska smadzeņu slimība, kas laika gaitā pasliktinās. Tas ir visbiežākais demences cēlonis.
Slimība grauj spēju atcerēties, domāt un veikt vienkāršus uzdevumus, līdz cilvēki ar Alcheimera slimību vairs nevar aprūpēt sevi. Lielākajai daļai cilvēku simptomi sākas 60 gadu vecumā.
Saskaņā ar Nacionālā novecošanas institūta datiem eksperti uzskata, ka Amerikas Savienotajās Valstīs ar Alcheimera slimību dzīvo vairāk nekā 5,5 miljoni cilvēku.
Dažādām demences formām ir atšķirīgas pazīmes. Alcheimera slimības gadījumā atšķirīgās iezīmes ir toksisks beta-amiloidāta un cita proteīna, ko sauc par tau, uzkrāšanās un savienojumu zudums starp neironiem.
Neironi pārraida informāciju smadzenēs un pārraida signālus no smadzenēm uz citām ķermeņa daļām, piemēram, orgāniem un muskuļiem.
Miljardiem neironu smadzenēs sazinās savā starpā, sūtot un saņemot ķīmiskus ziņojumus pa “specializētajām struktūrām”, kas pazīstamas kā sinapses. Šīs struktūras nāk un iet, stiprinās un vājinās, atkarībā no pieredzes.
Smadzenes saglabā ilgtermiņa informāciju, mainot sinapses ķīmiju un struktūru. Zinātnieki uzskata, ka sinapses dinamiskais, svārstīgais raksturs ir atmiņas un mācīšanās pamatā.
Sinapses, dendrīta muguriņas un citoskelets
Kad informācija ķīmisko kurjeru veidā pāriet sinapsē no vienas smadzeņu šūnas uz otru, sazarojošās struktūras, ko dendrīti sauc, ieved signālus uztverošajā neironā.
Dendrīta muguriņas ir niecīgi izvirzījumi uz zarojošajām struktūrām, kas aktīvi uztver signālus no citām smadzeņu šūnām.
Nesenie pētījumi atklāj, kā smadzeņu audos, kurus skārusi Alcheimera slimība, toksisks beta-amiloidīds pasliktina sinapses, samazinot kofilīna 1 olbaltumvielu aktivitāti dendrītajos muguriņos.
Smadzeņu šūnām ir citoskelets, kas ne tikai uztur to trīsdimensiju struktūru, bet arī ir atbildīgs par vielu dinamisko transportēšanu šūnā.
Citos skeletiem ir šāda spēja, jo tie sastāv no ļoti aktīviem aktīna pavedieniem, kas, kā skaidro Martínez, “ir noenkuroti, bet nepārtraukti pārvietojas tā, it kā tie būtu eskalatori”.
Cofilin 1 sadala pavedienus atsevišķās aktīna vienībās, "tas ir uzdevums, kas uztur dinamiku aktīvu", viņš piebilst.
Kofilīna 1 inaktivēšana pasliktina dendrīta muguriņas
Fosforilēšana vai fosforilgrupas pievienošana kofilīnam 1 tomēr padara olbaltumvielu neaktīvu.
Pētnieki novēroja, kā beta-amiloido peptīdu iedarbība kultivētās smadzeņu šūnās noveda pie fosforilētāka 1. kofilīna. Tas samazināja aktīna pavedienu dinamiku un, savukārt, pasliktināja dendritisko muguriņu spēju uztvert signālus.
Turpmāka izpēte atklāja, ka ferments, ko sauc par Rho saistīto proteīnkināzi (ROCK), varētu būt mērķis samazināt kofilīna 1 fosforilēšanu. Enzīms fosforilēšanas ceļā aktivizē un deaktivizē citas molekulas.
Pārbaudes ar zālēm, ko sauc par Fasudil, kas bloķē ROCK, parādīja, ka tas mainīja sekas, kuras komanda novēroja aktīna pavedienos.
Martínez saka, ka pētījuma rezultāti atbalsta uzskatu, ka mērķtiecīga ROCK un cofilin 1 lietošana Alcheimera slimības agrīnās stadijās potenciāli novērš kaitējumu, ko beta-amiloidīds nodara dendrīta muguriņām un sinapsēm.
Viņš ierosina, ka turpmāka izpēte par zālēm, kas “īpaši aptur kofilīna 1 fosforilēšanu” smadzeņu šūnās, varētu būt daudzsološs veids, kā atrast jaunas Alcheimera slimības ārstēšanas metodes.
“Mēs neesam izdomājuši darbības mehānismu, taču mēs apstiprinājām, ka kofilīna 1 fosforilēšanas ceļa inhibīcija neļauj beta-amiloido peptīdu iedarbībai izraisīt olbaltumvielu dezaktivāciju un sekojošo ietekmi uz dendritisko mugurkaulu citoskeletu. ”
Hosē Martiness-Ernandess, Ph.D.
