Алцхаймер: Какво води до увреждане на мозъчните клетки?
Учените са разкрили механизъм, чрез който токсичен мозъчен протеин, който е отличителен белег на болестта на Алцхаймер, може да увреди невроните или мозъчните клетки.
Екипът от Гренобълския институт по невронауки във Франция, направил откритието, предлага също потенциален начин за обезоръжаване на механизма по време на ранните стадии на заболяването.
Изследването се отнася до функционирането на дендритни бодли, които са малките структури в разклоняващите се части на мозъчните клетки, които получават сигнали от други мозъчни клетки.
Изглежда, че бета-амилоидът, токсичен протеин, който се натрупва в мозъка на хората с болестта на Алцхаймер, задейства механизъм, който нарушава функционирането на дендритните бодли.
Механизмът деактивира протеин, наречен кофилин 1, и активността на този протеин е от решаващо значение за здравословното функциониране на дендритните бодли.
The Вестник по неврология наскоро публикува учебен документ за изследването.
Той описва как екипът използва проби от мозъчна тъкан от модели на мишки и хора с болестта на Алцхаймер, за да стигне до своите открития.
Ключово откритие беше, че излагането на бета-амилоидни пептиди, които са градивните елементи на токсичния протеин, доведе до увеличаване на неактивната форма на кофилин 1.
„Нещо повече - отбелязва съавторът на изследването Хосе Мартинес-Ернандес, д-р, който сега работи в Катедрата по биохимия и молекулярна биология в Университета на Страната на баските в Испания,„ бета-амилоидните пептиди водят до по-малко бодли в дългосрочен план; когато те престанат да бъдат функционални, те постепенно се губят с течение на времето. "
Болестта на Алцхаймер разрушава мозъчните връзки
Алцхаймер е необратимо мозъчно заболяване, което се влошава с времето. Това е най-честата причина за деменция.
Болестта разяжда способността да запомня, мисли и изпълнява прости задачи, докато хората с болестта на Алцхаймер вече не могат да се грижат за себе си. Повечето хора започват да изпитват симптоми в средата на 60-те години.
Според Националния институт за стареене експертите смятат, че в Съединените щати живеят над 5,5 милиона души с болестта на Алцхаймер.
Различните форми на деменция имат различни белези. При болестта на Алцхаймер отличителните черти включват токсично натрупване на бета-амилоид и друг протеин, наречен тау, и загубата на връзки между невроните.
Невроните предават информация в мозъка и пренасят сигнали от мозъка към други части на тялото, като органи и мускули.
Милиардите неврони в мозъка комуникират помежду си чрез изпращане и получаване на химични съобщения в „специализирани структури“, известни като синапси. Тези структури идват и си отиват и укрепват и отслабват, в зависимост от опита.
Мозъкът съхранява дългосрочна информация, като променя химията и структурата на синапсите. Учените вярват, че динамичната, променлива природа на синапсите е в основата на паметта и ученето.
Синапси, дендритни бодли и цитоскелети
Когато информацията, под формата на химически пратеници, преминава през синапс от една мозъчна клетка в друга, разклоняващите се структури, наречени дендрити, внасят сигналите в приемащия неврон.
Дендритните бодли са малки издатини на разклоняващите се структури, които активно приемат сигнали от други мозъчни клетки.
Последните изследвания разкриват как в мозъчната тъкан, засегната от болестта на Алцхаймер, токсичният бета-амилоид уврежда синапсите, като намалява активността на кофилин 1 протеин в дендритни бодли.
Мозъчните клетки имат цитоскелет, който не само поддържа тяхната триизмерна структура, но е отговорен и за динамичния транспорт на веществата вътре в клетката.
Цитоскелетите имат тази способност, защото се състоят от силно активни актинови нишки, които, както обяснява Мартинес, „са закотвени, но непрекъснато се движат, сякаш са ескалатори“.
Cofilin 1 разделя нишките на отделни актинови единици, „задача, която поддържа динамиката активна“, добавя той.
Инактивирането на кофилин 1 уврежда дендритните бодли
Фосфорилирането или добавянето на фосфорилна група към кофилин 1 обаче прави белтъка неактивен.
Изследователите наблюдават как излагането на бета-амилоидни пептиди в култивирани мозъчни клетки води до по-голям фосфорилиран кофилин 1. Това намалява динамиката на актиновите нишки и от своя страна нарушава способността на дендритните бодли да приемат сигнали.
По-нататъшно разследване разкри, че ензим, наречен Rho-асоциирана протеинкиназа (ROCK), може да бъде цел за намаляване на фосфорилирането на кофилин 1. Ензимът активира и дезактивира други молекули чрез фосфорилиране.
Тестовете с лекарство, наречено Fasudil, което блокира ROCK, показват, че то обръща ефектите, които екипът е наблюдавал в актиновите нишки.
Мартинес казва, че резултатите от проучването подкрепят схващането, че насочването към ROCK и кофилин 1 по време на ранните етапи на болестта на Алцхаймер може потенциално да предотврати щетите, които бета-амилоидът нанася върху дендритните бодли и синапсите.
Той предполага, че по-нататъшното изследване на лекарства, които „конкретно спират това фосфорилиране“ на кофилин 1 в мозъчните клетки, може да бъде обещаващ начин за намиране на нови лечения на болестта на Алцхаймер.
„Не сме измислили механизъм за действие, но потвърдихме, че инхибирането на пътя на фосфорилиране на кофилин 1 предотвратява излагането на бета-амилоидни пептиди да предизвика дезактивирането на протеина и последващия ефект върху цитоскелета на дендритните бодли. ”
Д-р Хосе Мартинес-Ернандес
