„Превише“ калцијума у мозгу може изазвати Паркинсонову болест
Увиди из нове студије - Универзитета Цамбридге у Великој Британији - о улози калцијума у сигналним механизмима можданих ћелија приближавају нас разумевању узрока Паркинсонове болести.
Присуство токсичних наслага протеина или Левијевих тела унутар можданих ћелија препознат је обележје Паркинсонове болести.
Наслаге садрже накупине алфа-синуклеина и других протеина који су се пресавили у погрешан облик.
Нова студија - сада објављена у часопису Натуре Цоммуницатионс - показује да калцијум утиче на начин на који се алфа-синуклеин везује за синаптичке везикуле.
Синаптички везикули су мали одељци у нервним терминалима који држе неуротрансмитере или хемијске преноснике који преносе сигнале између можданих ћелија.
„Постоји фина равнотежа“, примећује коаутор др. Амберлеи Степхенс, постдокторски истраживач молекуларне неурознаности на Универзитету у Цамбридгеу, „калцијума и алфа-синуклеина у ћелији, а када има превише једног или више друга, равнотежа се изврће и започиње агрегација, што доводи до Паркинсонове болести “.
Нормално наспрам абнормалног алфа-синуклеина
Широм света живи више од 10 милиона људи који болују од Паркинсонове болести, укључујући око милион у Сједињеним Државама. Код Паркинсонове болести долази до прогресивног уништавања можданих ћелија које производе неуротрансмитер зван допамин, што је важно за контролу кретања.
Због тога ће, како болест буде напредовала, доћи ће до погоршања симптома као што су успореност покрета, ригидност, тремор и поремећена координација и равнотежа.
Новија истраживања открила су да Паркинсонова болест утиче и на мождане ћелије које не производе допамин, што би могло објаснити зашто неки од симптома нису повезани са кретањем.
Иако су абнормални кластери алфа-синуклеина - малог протеина који садржи само 140 аминокиселина - главни елемент Левијевих тела која су присутна у Паркинсоновој болести, чини се да је његов нормални облик неопходан за бројне функције можданих ћелија.
Међутим, осим што знамо да протеин на неки начин комуницира са синаптичким везикулима како би осигурао несметан транспорт молекула кроз синапсу - или јаз између нервног терминала и следеће ћелије - ми мало знамо о основном механизму.
Алфа-синуклеин делује „попут сензора калцијума“
„Алфа-синуклеин“, примећује виши аутор студије др. Габриеле Камински Сцхиерле, са Одељења за хемијско инжењерство и биотехнологију на Универзитету у Цамбридгеу, „врло је мали протеин са врло мало структуре и треба да ступи у интеракцију са другим протеинима или структуре како би постале функционалне, што је отежало проучавање “.
Напредак технологије микроскопа значи да истраживачи сада могу да посматрају шта се дешава унутар ћелија.
Др Камински Сцхиерле и колеге су користили „микроскопију супер резолуције“ и „изоловане синаптичке везикуле“ да би испитали детаљно понашање алфа-синуклеина.
Открили су да се, када ниво калцијума порасте у ћелији, алфа-синуклеин веже за везикуле у више од једне тачке, што доводи до кластера везикула.
„Мислимо“, објашњава коаутор др. Јанин Лаутенсцхлагер, такође са Одељења за хемијско инжењерство и биотехнологију, „да је алфа-синуклеин готово попут сензора за калцијум.“
„У присуству калцијума“, наставља она, „он мења своју структуру и начин интеракције са околином, што је вероватно веома важно за његову нормалну функцију.“
Деликатна равнотежа
Аутори предлажу да се абнормални кластери алфа-синуклеина формирају када се поремети осетљива равнотежа између протеина и калцијума. Предлажу бројне ствари које би могле проузроковати такву неравнотежу, као што су:
- старосно успоравање уклањања вишка протеина
- удвостручавање производње алфа-синуклеина услед дуплирања гена
- већи ниво калцијума у ћелијама мозга осетљивим на Паркинсонову болест
- немогућност ефикасног пуферовања калцијума у Паркинсоновим ћелијама осетљивим
Детаљније разумевање како се алфа-синуклеин понаша и у здрављу и у болести треба да доведе до преко потребних нових лекова за Паркинсонову болест, закључују аутори.
Такође примећују да би лек који блокира калцијумов канал у срчаним болестима могао да се „покаже као драгоцен кандидат за дејство против [Паркинсонове болести] смањењем унутарћелијског оптерећења калцијумом“.
„Ово је први пут да видимо да калцијум утиче на начин на који алфа-синуклеин комуницира са синаптичким везикулама.“
Др Јанин Лаутенсцхлагер
