Alzheimerova bolest: Što dovodi do oštećenja moždanih stanica?
Znanstvenici su otkrili mehanizam pomoću kojeg otrovni proteini mozga koji su obilježje Alzheimerove bolesti mogu oštetiti neurone ili moždane stanice.
Tim s Grenoble Instituta za neuroznanosti u Francuskoj koji je otkrio otkriće također sugerira potencijalni način za razoružavanje mehanizma tijekom ranih stadija bolesti.
Studija se odnosi na funkcioniranje dendritičnih bodlji, koje su malene strukture u razgranatim dijelovima moždanih stanica koje primaju signale od drugih moždanih stanica.
Čini se da beta-amiloid, toksični protein koji se nakuplja u mozgu ljudi s Alzheimerovom bolešću, pokreće mehanizam koji ometa funkcioniranje dendritičnih bodlji.
Mehanizam onemogućava protein nazvan kofilin 1, a aktivnost ovog proteina presudna je za zdravo funkcioniranje dendritičnih bodlji.
The Časopis za neuroznanost nedavno je objavio studijski rad o istraživanju.
Opisuje kako je tim koristio uzorke tkiva mozga s modela miša i ljudi s Alzheimerovom bolešću kako bi došao do svojih nalaza.
Ključno je otkriće bilo da je izloženost beta-amiloidnim peptidima, koji su građevni blokovi toksičnog proteina, dovela do povećanja neaktivnog oblika kofilina 1.
"Štoviše", napominje koautor studije dr. José Martínez-Hernández, koji sada radi na Odjelu za biokemiju i molekularnu biologiju na Sveučilištu Baskije u Španjolskoj, "beta-amiloidni peptidi dovode do dugoročno manje bodlji; kad prestanu biti funkcionalni, vremenom se postupno gube. "
Alzheimerova bolest uništava veze mozga
Alzheimer je nepovratna bolest mozga koja se s vremenom pogoršava. To je najčešći uzrok demencije.
Bolest nagriza sposobnost pamćenja, razmišljanja i obavljanja jednostavnih zadataka, sve dok se osobe oboljele od Alzheimerove bolesti više ne mogu brinuti za sebe. Većina pojedinaca simptome počinje osjećati sredinom 60-ih.
Prema Nacionalnom institutu za starenje, stručnjaci vjeruju da u Sjedinjenim Državama živi više od 5,5 milijuna ljudi koji boluju od Alzheimerove bolesti.
Različiti oblici demencije imaju različita obilježja. U Alzheimerovoj bolesti, prepoznatljive značajke uključuju otrovno nakupljanje beta-amiloida i drugog proteina zvanog tau te gubitak veza između neurona.
Neuroni prenose informacije u mozgu i prenose signale iz mozga u druge dijelove tijela, poput organa i mišića.
Milijarde neurona u mozgu međusobno komuniciraju slanjem i primanjem kemijskih poruka kroz "specijalizirane strukture" poznate kao sinapse. Te strukture dolaze i odlaze te jačaju i slabe, ovisno o iskustvu.
Mozak pohranjuje dugoročne informacije mijenjajući kemiju i strukturu sinapsi. Znanstvenici vjeruju da dinamična, fluktuirajuća priroda sinapsi podupire pamćenje i učenje.
Sinapse, dendritične bodlje i citoskeleti
Kada informacije, u obliku kemijskih glasnika, putuju kroz sinapsu od jedne do druge moždane stanice, granajuće strukture nazvane dendriti donose signale u neuron koji prima.
Dendritične bodlje malene su izbočine na granajućim strukturama koje aktivno primaju signale iz drugih moždanih stanica.
Nedavno istraživanje otkriva kako u moždanom tkivu zahvaćenom Alzheimerovom bolešću toksični beta-amiloid oštećuje sinapse smanjujući aktivnost proteina kofilin 1 u dendritičnim bodljama.
Stanice mozga imaju citoskelet koji ne samo da održava njihovu trodimenzionalnu strukturu već je odgovoran i za dinamički transport tvari unutar stanice.
Citoskeleti imaju tu sposobnost jer se sastoje od visoko aktivnih aktinskih niti, koji su, kako objašnjava Martínez, "usidreni, ali se neprestano kreću kao da su pokretne stepenice."
Cofilin 1 lomi niti u zasebne aktinske jedinice, "zadatak koji održava dinamiku aktivnom", dodaje.
Inaktiviranje kofilina 1 oštećuje dendritične kralježnice
Fosforilacija ili dodavanje fosforilne skupine kofilinu 1, međutim, čini protein neaktivnim.
Istraživači su promatrali kako je izloženost beta-amiloidnim peptidima u uzgojenim moždanim stanicama dovela do više fosforiliranog kofilina 1. To je smanjilo dinamičnost aktinskih filamenata i, pak, oslabilo sposobnost dendritičnih bodlji da primaju signale.
Daljnja istraga otkrila je da bi enzim nazvan Rho-povezana protein kinaza (ROCK) mogao biti meta za smanjenje fosforilacije kofilin 1. Enzim aktivira i deaktivira druge molekule fosforilacijom.
Testovi s lijekom nazvanim Fasudil koji blokira ROCK pokazali su da je preokrenuo učinke koje je tim primijetio na aktinskim nitima.
Martínez kaže da nalazi studije podupiru ideju da ciljanje ROCK-a i kofilina 1 tijekom ranih stadija Alzheimerove bolesti može potencijalno izbjeći štetu koju beta-amiloid nanosi na dendritičnim bodljama i sinapsama.
Predlaže da bi daljnje istraživanje lijekova koji "specifično zaustavljaju tu fosforilaciju" kofilina 1 u moždanim stanicama moglo biti obećavajući put za pronalaženje novih načina liječenja Alzheimerove bolesti.
„Nismo smislili mehanizam djelovanja, ali potvrdili smo da inhibicija puta fosforilacije kofilina 1 sprječava izlaganje beta-amiloidnim peptidima da uzrokuje deaktiviranje proteina i posljedični učinak na citoskelet dendritičnih bodlji. "
José Martínez-Hernández, dr. Sc.
