Alzheimeri tõbi: mis viib ajurakkude kahjustuseni?
Teadlased on avastanud mehhanismi, mille kaudu toksiline ajuvalk, mis on Alzheimeri tõve tunnuseks, võib kahjustada neuroneid või ajurakke.
Avastuse teinud Prantsusmaa Grenoble'i neuroteaduste instituudi meeskond soovitab ka võimalikku viisi mehhanismi desarmeerimiseks haiguse varases staadiumis.
Uuring puudutab dendriitsete selgroogade toimimist, mis on ajurakkude hargnevates osades olevad väikesed struktuurid, mis saavad signaale teistest ajurakkudest.
Näib, et beeta-amüloid, toksiline valk, mis koguneb Alzheimeri tõvega inimeste ajju, käivitab mehhanismi, mis häirib dendriitiliste selgroolülide tööd.
Mehhanism blokeerib valgu nimega kofiliin 1 ja selle valgu aktiivsus on dendriitiliste okaste tervisliku toimimise jaoks ülioluline.
The Neuroteaduste ajakiri avaldas hiljuti uurimistöö kohta uurimistöö.
Selles kirjeldatakse, kuidas meeskond kasutas oma järelduste leidmiseks hiiremudelite ja Alzheimeri tõvega inimeste ajukoe proove.
Peamine järeldus oli see, et kokkupuude beeta-amüloidpeptiididega, mis on mürgise valgu ehituskivid, tõi kaasa kofiliini 1 passiivse vormi suurenemise.
"Veelgi enam," märgib uuringu kaasautor José Martínez-Hernández, Ph.D., kes töötab nüüd Baskimaa ülikooli biokeemia ja molekulaarbioloogia osakonnas Hispaanias, "beeta-amüloidpeptiidid viivad pikas perspektiivis vähem okkaid; kui nad enam ei toimi, kaovad nad aja jooksul järk-järgult. "
Alzheimeri tõbi hävitab ajuühendused
Alzheimeri tõbi on pöördumatu ajuhaigus, mis aja jooksul süveneb. See on kõige tavalisem dementsuse põhjus.
Haigus kahjustab võimet meeles pidada, mõelda ja lihtsaid ülesandeid täita, kuni Alzheimeri tõvega inimesed ei saa enam enda eest hoolitseda. Enamikel inimestel hakkavad sümptomid ilmnema 60ndate keskel.
Riikliku vananemisinstituudi andmetel usuvad eksperdid, et Ameerika Ühendriikides elab Alzheimeri tõvega rohkem kui 5,5 miljonit inimest.
Erinevatel dementsuse vormidel on erinevad tunnused. Alzheimeri tõve korral on eristavateks omadusteks beeta-amüloidi ja teise valgu nimega tau toksiline kogunemine ning neuronite vaheliste ühenduste kadumine.
Neuronid edastavad ajus teavet ja kannavad ajust signaale teistesse kehaosadesse, näiteks organitesse ja lihastesse.
Miljardid neuronid ajus suhtlevad omavahel, saates ja vastu võttes keemilisi sõnumeid „spetsiaalsete struktuuride“ kaudu, mida nimetatakse sünapsideks. Need struktuurid tulevad ja lähevad ning sõltuvalt kogemustest tugevnevad ja nõrgenevad.
Aju salvestab pikaajalist teavet, muutes sünapside keemiat ja struktuuri. Teadlased usuvad, et sünapside dünaamiline ja kõikuv olemus toetab mälu ja õppimist.
Sünapsid, dendriitsed lülisambad ja tsütoskeletid
Kui teave keemiliste sõnumitoojate kujul liigub üle sünapsi ühest ajurakust teise, toovad hargnevad struktuurid, mida nimetatakse dendriitideks, signaalid vastuvõtvasse neuronisse.
Dendriitsed selgroolülid on hargnevate struktuuride väikesed eendid, mis võtavad aktiivselt vastu signaale teistest ajurakkudest.
Hiljutised uuringud näitavad, kuidas Alzheimeri tõvest mõjutatud ajukoes kahjustab toksiline beeta-amüloid sünapsi, vähendades kofiliin 1 valgu aktiivsust dendriitsetes okastes.
Ajurakkudel on tsütoskelett, mis mitte ainult ei toeta nende kolmemõõtmelist struktuuri, vaid vastutab ka ainete dünaamilise transpordi eest rakus.
Tsütoskelettidel on see võime, kuna need koosnevad üliaktiivsetest aktiinifilamentidest, mis, nagu Martínez selgitab, "on ankurdatud, kuid liiguvad pidevalt nagu oleksid eskalaatorid".
Cofilin 1 jagab filamendid eraldi aktiiniüksusteks - see on ülesanne, mis hoiab dünaamikat aktiivsena, lisab ta.
Kofiliini 1 inaktiveerimine kahjustab dendriitilisi okkaid
Fosforüülimine või fosforüülrühma lisamine kofiliinile 1 muudab valgu aga inaktiivseks.
Teadlased täheldasid, kuidas kokkupuude beeta-amüloidpeptiididega kultiveeritud ajurakkudes viis fosforüülitud kofiliin 1. See vähendas aktiinifilamentide dünaamikat ja omakorda kahjustas dendriitsete okaste võimet signaale vastu võtta.
Edasine uurimine näitas, et ensüüm nimega Rho-seotud valgukinaas (ROCK) võib olla sihtmärk kofiliin 1 fosforüülimise vähendamiseks. Ensüüm aktiveerib ja deaktiveerib fosforüülimise teel teisi molekule.
Katsed ravimiga Fasudil, mis blokeerib ROCKi, näitasid, et see muutis mõju, mida meeskond täheldas aktiinfilamentides.
Martínez ütleb, et uuringutulemused kinnitavad arvamust, et ROCK ja cofilin 1 suunamine Alzheimeri tõve varajases staadiumis võib potentsiaalselt ära hoida beeta-amüloidi dendriitilistele selgroogudele ja sünapsidele tekitatava kahju.
Ta soovitab, et edasised uuringud ravimite kohta, mis "peatavad spetsiifiliselt kofiliin 1 fosforüülimise" ajurakkudes, võivad olla paljutõotavad võimalused uute Alzheimeri tõve ravimeetodite leidmiseks.
„Me ei ole välja mõelnud toimemehhanismi, kuid kinnitasime, et kofiliini 1 fosforüülimisraja pärssimine takistab kokkupuudet beeta-amüloidpeptiididega valgu deaktiveerimist ja sellest tulenevat mõju dendriitiliste okaste tsütoskeletile. ”
José Martínez-Hernández, Ph.D.
