Материал добавлен пользователем MinotavrКлючевую роль в развитии болезни Паркинсона может играть нарушение аксонного транспорта
Новые данные, полученные учеными Школы медицины Вашингтонского университета (Washington University School of Medicine) в Сент-Луисе, позволяют предположить, почему болезнь Паркинсона так избирательно повреждает нейроны, вырабатывающие дофамин.
Дофамин участвует в коммуникации клеток мозга, включая передачу сигналов,
контролирующих движения. По мере того как болезнь Паркинсона убивает
дофамин-продуцирующие нейроны, у пациентов начинает развиваться тремор,
отмечаются проблемы с движением и другие неврологические симптомы.
Новое исследование показывает, что действие препарата, повреждающего
дофамин-продуцирующие нейроны и имитирующего симптомы болезни Паркинсона,
направлено на клеточные генераторы энергии – митохондрии. Эти воздействие
ухудшает способность митохондрий перемещаться по клетке, как это должно
происходить в норме. В результате отмирают аксоны, длинные отростки,
используемые нервными клетками для передачи сигналов, а несколько дней спустя
умирает и тело нейрона.
«Большая часть исследований в области лечения болезни Паркинсона фокусируется на
спасении тел нейронов, но наши результаты предполагают, что очень важно
сохранение в нормальном состоянии и аксонов», - объясняет профессор неврологии
доктор философии Карен О'Мэлли (Karen O'Malley). «Когда отмирают аксоны, дофамин
больше не поступает к нуждающимся в нем нейронам. У тела клетки остается меньше
связей с другими клетками, а чтобы выжить, ему нужны такие связи».
Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Neuroscience.
Многие процессы, необходимые для поддержания жизнедеятельности, протекают в теле
нейрона, и, чтобы достичь окончания аксона, их продукты иногда должны
преодолевать значительные расстояния.
«Если, например, посмотреть на один из ваших периферических нервов, то тело
клетки находится в позвоночнике, в то время как некоторые из аксонов достигают
вашего большого пальца», - говорит О'Мэлли,. «Это как если бы тело клетки
находилось в офисе в Сент-Луисе, а конец ее аксона - в Чикаго».
О'Мэлли сравнивает систему аксона, осуществляющую транспортировку необходимых
грузов, с железной дорогой. Митохондрии являются частью груза, перевозимого
железной дорогой. Они вырабатывают энергию, позволяющую аксону выполнять свою
работу.
Для исследования на культуре нейронов мыши О'Мэлли использовала токсин MPP+,
вызывающий симптомы аналогичные симптомам болезни Паркинсона.
«MPP+ - производное синтетической формы героина, разработанной в Калифорнии в
начале 1980-х годов», - объясняет О'Мэлли. «Токсин обратил на себя внимание
ученых, когда подростки-наркоманы стали попадать в больницы с симптомами болезни
Паркинсона».
Профессор О'Мэлли установила, что токсин останавливает перемещение митохондрий в
аксоне в течение 30 минут. «Железная дорога» еще функционирует, доставляя другие
грузы к окончанию аксона. Но большинство митохондрий либо прекращают
перемещение, либо направляются вместо аксона к телу клетки.
Она предположила, что митохондрии повреждаются изменениями, вызываемыми
токсином, и направляются обратно в тело клетки для восстановления.
Дополнительные эксперименты подтвердили эту теорию, показав, что митохондрии
теряют способность поддерживать свой мембранный потенциал, определяющий их
способность выполнять свои функции.
Специфичность этого токсина для дофамин-продуцирующих нейронов подтверждается
тем, что в других типах нервных клеток он не вызывает проблем с транспортировкой
митохондрий. При сравнении с другими типами нервных клеток митохондрии в
дофамин-продуцирующих нейронах имеют меньший размер и перемещаются в три раза
медленнее. Пока, однако, О'Мэлли не может с уверенностью сказать, что эти
различия играют какую-либо роль в возникновении проблем, вызываемых токсином.
Ученые провели скрининг нескольких химических соединений, чтобы посмотреть,
можно ли блокировать эффекты токсина. Эффективными оказались только два
антиоксиданта – глутатион и N-ацетилцистеин. Последнее соединение уже известно
как эффективное средство при применении на животных моделях болезни Паркинсона и
используется для лечения пациентов с другими заболеваниями.
В настоящее время профессор О'Мэлли занимается изучением того, влияют ли на
поврежденные токсином митохондрии два связанных с болезнью Паркинсона гена.
«Мы собираемся продолжить поиск специфических различий между этими клетками, что
может помочь ученым разработать более эффективные лекарственные препараты», -
говорит О'Мэлли.
Источник: www.lifesciencestoday.ru