Alzheimerjeva bolezen: kaj vodi do poškodb možganskih celic?
Znanstveniki so odkrili mehanizem, s katerim strupeni možganski protein, ki je zaščitni znak Alzheimerjeve bolezni, lahko poškoduje nevrone ali možganske celice.
Ekipa na Grenoblejevem inštitutu za nevroznanosti v Franciji, ki je prišla do odkritja, predlaga tudi potencialni način za razorožitev mehanizma v zgodnjih fazah bolezni.
Študija se nanaša na delovanje dendritičnih bodic, ki so drobne strukture v razvejanih delih možganskih celic, ki sprejemajo signale iz drugih možganskih celic.
Zdi se, da beta-amiloid, toksična beljakovina, ki se kopiči v možganih ljudi z Alzheimerjevo boleznijo, sproži mehanizem, ki moti delovanje dendritičnih bodic.
Mehanizem onemogoči beljakovino, imenovano kofilin 1, in aktivnost te beljakovine je ključnega pomena za zdravo delovanje dendritičnih bodic.
The Časopis za nevroznanost je nedavno objavil študijski prispevek o raziskavi.
Opisuje, kako je ekipa uporabila vzorce možganskega tkiva mišičnih modelov in ljudi z Alzheimerjevo boleznijo, da bi prišla do svojih ugotovitev.
Ključna ugotovitev je bila, da je izpostavljenost beta-amiloidnim peptidom, ki so gradniki strupenih beljakovin, povzročila povečanje neaktivne oblike kofilina 1.
"Še več," ugotavlja soavtor študije José Martínez-Hernández, dr., Ki zdaj dela na Oddelku za biokemijo in molekularno biologijo na Univerzi v Baskiji v Španiji, "beta-amiloidni peptidi vodijo do dolgoročno manj bodic; ko prenehajo delovati, se sčasoma postopoma izgubijo. "
Alzheimerjeva bolezen uniči možganske povezave
Alzheimerjeva bolezen je nepopravljiva bolezen možganov, ki se sčasoma poslabša. Je najpogostejši vzrok za demenco.
Bolezen ruši sposobnost zapomnjenja, razmišljanja in opravljanja preprostih nalog, dokler ljudje z Alzheimerjevo boleznijo ne morejo več skrbeti zase. Večina posameznikov začne simptome doživljati v šestdesetih letih.
Po podatkih Nacionalnega inštituta za staranje strokovnjaki menijo, da v ZDA živi več kot 5,5 milijona ljudi z Alzheimerjevo boleznijo.
Različne oblike demence imajo različne značilnosti. Pri Alzheimerjevi bolezni med značilnostmi spadata strupeno kopičenje beta-amiloida in drugega proteina, imenovanega tau, in izguba povezav med nevroni.
Nevroni prenašajo informacije v možganih in prenašajo signale iz možganov v druge dele telesa, kot so organi in mišice.
Milijarde nevronov v možganih komunicirajo med seboj tako, da pošiljajo in prejemajo kemična sporočila v "specializiranih strukturah", znanih kot sinapse. Te strukture prihajajo in odhajajo ter se krepijo in slabijo, odvisno od izkušenj.
Možgani shranjujejo dolgoročne informacije s spreminjanjem kemije in zgradbe sinaps. Znanstveniki verjamejo, da dinamična, nihajoča narava sinaps temelji na spominu in učenju.
Sinapse, dendritične bodice in citoskeleti
Ko informacije v obliki kemičnih sporočil potujejo po sinapsi iz ene možganske celice v drugo, razvejene strukture, imenovane dendriti, pripeljejo signale v sprejemni nevron.
Dendritične bodice so drobne izrastke na razvejanih strukturah, ki aktivno sprejemajo signale iz drugih možganskih celic.
Nedavna raziskava razkriva, kako v možganskem tkivu, ki ga prizadene Alzheimerjeva bolezen, toksični beta-amiloid poslabša sinapse z zmanjšanjem aktivnosti beljakovin kofilin 1 v dendritičnih bodicah.
Možganske celice imajo citoskelet, ki ne le podpira njihovo tridimenzionalno strukturo, ampak je odgovoren tudi za dinamičen transport snovi znotraj celice.
Citoskeleti imajo to sposobnost, ker so sestavljeni iz visoko aktivnih aktinskih filamentov, ki so, kot pojasnjuje Martínez, "zasidrani, vendar se nenehno premikajo, kot da bi bili tekoče stopnice."
Cofilin 1 loči filamente na ločene aktinske enote, "naloga, ki ohranja dinamiko aktivno," dodaja.
Deaktiviranje kofilina 1 poslabša dendritične bodice
Fosforilacija ali dodajanje fosforilne skupine kofilinu 1 pa povzroči, da beljakovine postanejo neaktivne.
Raziskovalci so opazili, kako je izpostavljenost beta-amiloidnim peptidom v gojenih možganskih celicah povzročila več fosforiliranega kofilina 1. To je zmanjšalo dinamičnost aktinskih filamentov in posledično oslabilo sposobnost dendritičnih bodic, da sprejemajo signale.
Nadaljnja preiskava je pokazala, da je lahko encim, imenovan Rho-povezana protein kinaza (ROCK), tarča za zmanjšanje fosforilacije kofilina 1. Encim s fosforilacijo aktivira in deaktivira druge molekule.
Testi z zdravilom Fasudil, ki blokira ROCK, so pokazali, da je obrnil učinke, ki jih je skupina opazila na aktinskih filamentih.
Martínez pravi, da ugotovitve študije podpirajo stališče, da bi lahko ciljanje na ROCK in kofilin 1 v zgodnjih fazah Alzheimerjeve bolezni potencialno preprečilo škodo, ki jo beta-amiloid povzroči dendritičnim bodicam in sinapsam.
Predlaga, da bi lahko bile nadaljnje raziskave zdravil, ki "izrecno ustavijo to fosforilacijo" kofilina 1 v možganskih celicah, obetaven način iskanja novih načinov zdravljenja Alzheimerjeve bolezni.
»Nismo prišli do mehanizma delovanja, vendar smo potrdili, da zaviranje poti fosforilacije kofilina 1 preprečuje, da bi izpostavljenost beta-amiloidnim peptidom povzročila deaktivacijo beljakovin in posledičen učinek na citoskelet dendritičnih bodic. "
José Martínez-Hernández, dr.
