Alzheimerova choroba: Vedci nachádzajú príčinu večerného nepokoja
Nová štúdia odhalila obvod biologických hodín, ktorý môže vysvetľovať, prečo môžu byť ľudia s Alzheimerovou chorobou alebo inými formami demencie podvečer rozrušení alebo agresívni.
Vedci dúfajú, že ich objavy povedú k novým liečebným postupom, ktoré pomôžu upokojiť agresivitu a nepokoj, ktoré jednotlivci s Alzheimerovou chorobou a inými neurodegeneratívnymi chorobami bežne prežívajú ako súčasť stavu známeho ako „západ slnka“.
V štúdii na myšiach, ktorú uviedli v časopise Prírodoveda, prvýkrát vysvetľujú, ako sa biologické hodiny spájajú s mozgovými bunkami alebo neurónmi, ktoré riadia agresiu.
„Preskúmali sme mozgové obvody biologických hodín,“ poznamenáva hlavný autor štúdie prof. Clifford B.Saper, predseda neurologického oddelenia Beth Israel Deaconess Medical Center v Bostone, „a zistil spojenie s populáciou neurónov, o ktorých je známe, že pri stimulácii u samcov myší spôsobujú násilné útoky.“
Čo je západ slnka?
Sundowning je stav, ktorý sa zvyčajne vyskytuje u ľudí s Alzheimerovou chorobou, keď je správanie nepokojné, rozrušené a agresívne sprevádzané zmätkom.
Jeho názov je odvodený od skutočnosti, že sa zvyčajne začína alebo zhoršuje neskoro popoludní alebo podvečer - keď zapadá slnko a začína ubúdať denné svetlo. Bohužiaľ, často je to čas, keď sú opatrovatelia unavení a potrebujú si oddýchnuť.
Zatiaľ presne nevieme, čo spôsobuje západ slnka. Medzi navrhované možnosti patrí depresia, nadmerná únava, bolesť alebo dokonca nuda, hlad a smäd.
Vedci v pozadí novej štúdie sa rozhodli preskúmať ďalšiu možnosť: zmeny mozgu spôsobené neurodegeneratívnymi chorobami, ako je Alzheimerova choroba, interferujú s biologickými hodinami.
Obzvlášť ich zaujímalo zistenie, či hodiny „priamo regulujú agresívne správanie“.
Biologické hodiny a cirkadiánny rytmus
Biologické hodiny sú špecifické skupiny bielkovín, ktoré komunikujú s bunkami takmer v každom orgáne a väčšine tkaniva v tele.
Reagujú na zmeny svetla a tmy v prostredí a vyvolávajú cirkadiánne rytmy - to sú fyzické, behaviorálne a psychické zmeny, ktoré „nasledujú po dennom cykle“.
Väčšina živých vecí, od mikróbov po rastliny a zvieratá, má cirkadiánne rytmy. Napríklad bdenie počas dňa a spánok v noci je cirkadiánny rytmus, ktorý vzniká z biologických hodín reagujúcich na zmeny úrovne svetla v prostredí organizmu.
Vedci zistili, že gény, ktoré vytvárajú a riadia rôzne zložky biologických hodín, sú si do značnej miery podobné u ľudí, myší, ovocných múch, húb a mnohých ďalších organizmov.
Aj keď sa biologické hodiny nachádzajú takmer všade v tele, všetky sú synchronizované „hlavnými hodinami“ v mozgu.
U ľudí, myší a iných stavovcov sú hlavné hodiny umiestnené v suprachiasmatickom jadre, čo je zhluk neurónov vo vnútri oblasti hypotalamu mozgu. Klaster obsahuje okolo 20 000 buniek a prijíma signály priamo z očí.
Cirkadiánny vzorec agresie
Profesor Saper a jeho kolegovia vo svojej štúdii merali frekvenciu a intenzitu interakcií medzi mužskými myšami, keď „rezidentné myši“ bránili svoje územie pred „votrelcami“, ktoré boli do ich klietok zavedené v rôznych denných dobách.
Prvýkrát v publikovanej štúdii uviedli, že útoky na myši votrelca vykazovali cirkadiánny charakter agresie - to znamená, že ich intenzita a frekvencia záviseli od dennej doby.
„U myší,“ vysvetľuje profesor Saper, „bolo pravdepodobnejšie, že budú agresívne podvečer pri rozsvietení svetiel, a najmenej agresívne skoro ráno pri rozsvietení svetiel.“
"Vyzerá to ako agresivita," pokračuje, "hromadí sa na myšiach počas rozsvieteného svetla a dosahuje vrchol okolo konca svetelného obdobia."
V ďalšom súbore experimentov vedci manipulovali s hlavnými biologickými hodinami myší vylepšením génov v neurónoch, ktoré ich regulujú.
Zistili, že keď zastavili neuróny hlavných hodín v schopnosti vyrobiť konkrétneho chemického posla alebo neurotransmiter, myši stratili cirkadiánny vzorec agresie. Agresivita zostávala neustále vysoká, nevykazovala žiadne vzostupy ani pády.
Vedci potom pomocou nástroja s názvom optogenetika mapovali zapojené mozgové okruhy. Nástroj využíva laserové svetlo na stimuláciu a deaktiváciu cieľových mozgových buniek.
Biologické hodiny viazané na agresívne neuróny
Vedci objavili dva paralelné okruhy, ktoré spájajú biologické hodiny s mozgovou podoblasťou nazývanou „ventrolaterálna časť ventromediálneho hypotalamu“, o ktorej je známe, že reguluje agresiu. Stimulácia neurónov tu spôsobuje, že myši sú násilné a agresívne.
Dospievajú k záveru, že ich výsledky odhaľujú „funkčný“ obvod, prostredníctvom ktorého „hodiny suprachiasmatického jadra [hlavné] hodiny regulujú agresiu“.
Profesor Saper tvrdí, že vzorce, ktoré pozorovali u myší, „napodobňujú vzorce zvýšenej agresivity pozorované u pacientov počas západu slnka.“
To by naznačovalo, že okruh je nejakým spôsobom poškodený pri neurodegeneratívnych ochoreniach, ako je Alzheimerova choroba, poznamenáva.
Ďalší výskum toho, ako sa tento obvod biologických hodín mení u ľudí s Alzheimerovou chorobou, by mohol byť veľmi užitočný pri zlepšovaní kvality života pacientov a opatrovateľov.
„Sundowning je často dôvodom, prečo musia byť pacienti inštitucionalizovaní, a ak klinickí pracovníci dokážu tento okruh riadiť tak, aby na konci dňa minimalizovali agresivitu, môžu byť pacienti schopní žiť dlhšie doma.“
Clifford B. Saper
