Alzheimerova choroba: Čo vedie k poškodeniu mozgových buniek?
Vedci odhalili mechanizmus, prostredníctvom ktorého môže toxický mozgový proteín, ktorý je charakteristickým znakom Alzheimerovej choroby, poškodiť neuróny alebo mozgové bunky.
Tím Grenobleho inštitútu neurovied vo Francúzsku, ktorý uskutočnil objav, tiež navrhuje potenciálny spôsob odzbrojenia mechanizmu v počiatočných štádiách ochorenia.
Štúdia sa týka fungovania dendritických tŕňov, čo sú malé štruktúry v rozvetvujúcich sa častiach mozgových buniek, ktoré prijímajú signály z iných mozgových buniek.
Zdá sa, že beta-amyloid, toxický proteín, ktorý sa hromadí v mozgu ľudí s Alzheimerovou chorobou, spúšťa mechanizmus, ktorý narúša fungovanie dendritických tŕňov.
Mechanizmus deaktivuje proteín nazývaný kofilín 1 a aktivita tohto proteínu je zásadná pre zdravé fungovanie dendritických tŕňov.
The Journal of Neuroscience nedávno zverejnila študijnú prácu o výskume.
Opisuje, ako tím použil na zistenie svojich zistení vzorky mozgového tkaniva z myších modelov a ľudí s Alzheimerovou chorobou.
Kľúčovým zistením bolo, že expozícia beta-amyloidovým peptidom, ktoré sú stavebnými kameňmi toxického proteínu, viedla k zvýšeniu neaktívnej formy kofilínu 1.
„A čo viac,“ poznamenáva spoluautor štúdie José Martínez-Hernández, Ph.D., ktorý teraz pracuje na Katedre biochémie a molekulárnej biológie na univerzite v Baskicku v Španielsku, „beta-amyloidové peptidy vedú k menej tŕňov z dlhodobého hľadiska; keď prestanú byť funkčné, časom sa postupne strácajú. “
Alzheimerova choroba ničí mozgové spojenia
Alzheimerova choroba je nezvratné ochorenie mozgu, ktoré sa časom zhoršuje. Je najčastejšou príčinou demencie.
Choroba narúša schopnosť pamätať si, premýšľať a vykonávať jednoduché úlohy, kým sa ľudia s Alzheimerovou chorobou už o seba nemôžu starať. Väčšina ľudí začne mať príznaky v polovici 60. rokov.
Podľa Národného inštitútu pre starnutie sa odborníci domnievajú, že v USA žije viac ako 5,5 milióna ľudí s Alzheimerovou chorobou.
Rôzne formy demencie majú rôzne charakteristické znaky. Medzi charakteristické znaky Alzheimerovej choroby patrí toxické nahromadenie beta-amyloidu a iného proteínu nazývaného tau a strata spojení medzi neurónmi.
Neuróny prenášajú informácie v mozgu a prenášajú signály z mozgu do ďalších častí tela, ako sú orgány a svaly.
Miliardy neurónov v mozgu navzájom komunikujú odosielaním a prijímaním chemických správ cez „špecializované štruktúry“ známe ako synapsie. Tieto štruktúry prichádzajú a odchádzajú a v závislosti od skúseností sa posilňujú a slabnú.
Mozog ukladá dlhodobé informácie zmenou chémie a štruktúry synapsií. Vedci sa domnievajú, že dynamická a kolísavá povaha synapsií podporuje pamäť a učenie.
Synapsie, dendritické tŕne a cytoskeletóny
Keď informácie vo forme chemických poslov putujú cez synapsie z jednej mozgovej bunky do druhej, rozvetvené štruktúry nazývané dendrity privádzajú signály do prijímajúceho neurónu.
Dendritické tŕne sú malé výbežky na rozvetvených štruktúrach, ktoré aktívne prijímajú signály z iných mozgových buniek.
Nedávny výskum odhaľuje, ako v mozgovom tkanive postihnutom Alzheimerovou chorobou toxický beta-amyloid zhoršuje synapsie znížením aktivity proteínu kofilínu 1 v dendritických tŕňoch.
Mozgové bunky majú cytoskeleton, ktorý nielen zachováva svoju trojrozmernú štruktúru, ale je tiež zodpovedný za dynamický transport látok vo vnútri bunky.
Cytoskeletóny majú túto schopnosť, pretože pozostávajú z vysoko aktívnych vlákien aktínu, ktoré, ako vysvetľuje Martínez, „sú ukotvené, ale neustále sa pohybujú, akoby boli eskalátorom.“
Cofilin 1 rozdeľuje vlákna na samostatné aktínové jednotky, čo je „úloha, ktorá udržuje dynamiku aktívnu“, dodáva.
Inaktivácia kofilínu 1 zhoršuje dendritické tŕne
Fosforylácia alebo adícia fosforylovej skupiny na kofilín 1 však robí proteín neaktívnym.
Vedci pozorovali, ako expozícia beta-amyloidovým peptidom v kultivovaných mozgových bunkách viedla k väčšiemu množstvu fosforylovaného kofilínu 1. Znížila sa tak dynamika aktínových vlákien a následne sa znížila schopnosť dendritických tŕňov prijímať signály.
Ďalšie skúmanie odhalilo, že enzým nazývaný Rho-asociovaná proteínkináza (ROCK) môže byť cieľom zníženia fosforylácie kofilínu 1. Enzým aktivuje a deaktivuje ďalšie molekuly fosforyláciou.
Testy s liekom nazývaným Fasudil, ktorý blokuje ROCK, ukázali, že zvrátili účinky, ktoré tím pozoroval v prípade aktínových vlákien.
Martínez tvrdí, že zistenia štúdie podporujú predstavu, že zacielenie na ROCK a kofilín 1 v počiatočných štádiách Alzheimerovej choroby by mohlo potenciálne zabrániť poškodeniu, ktoré beta-amyloid spôsobuje dendritickým tŕňom a synapsám.
Navrhuje, aby ďalší výskum liekov, ktoré „špecificky zastavujú fosforyláciu“ kofilínu 1 v mozgových bunkách, mohol byť sľubnou cestou pri hľadaní nových spôsobov liečby Alzheimerovej choroby.
„Neprišli sme s akčným mechanizmom, ale potvrdili sme, že inhibícia fosforylačnej dráhy kofilínu 1 bráni tomu, aby expozícia beta-amyloidovým peptidom spôsobila deaktiváciu proteínu a následný účinok na cytoskelet dendritických tŕňov. “
José Martínez-Hernández, Ph.D.
