hirdetés
hirdetés

Aggregációs proteinopátiák, konnektopátiák és téli álmatlanság

Idegtudomány és neurológiai betegségek II. rész

Mit tehetünk agyunk egészséges öregedése érdekében? Mennyi kávét igyunk, hogy megelőzzük az Alzheimer-kórt? – ezek és hasonló problémák foglalkoztatják a tudományos, illetve ismeretterjesztő sajtóban publikáló neurológusokat. 

hirdetés
Öregedés és elbutulás ellen

Az agy összeköttetéseinek tudománya agyi képalkotók használatával már ma is érdekes felismerésekről számol be, többek között azt vizsgálva, hogy különböző nagyléptékű agyi hálózatok között milyen a kapcsolódás. Egyik ilyen hálózat a default network (DN), ami pihenés közben aktív. A vizsgálatok szerint a DN aktivitása külső feladatok végrehajtása közben öregeknél kevésbé csökken, és enyhe kognitív zavarban szenvedőknél gyengébb funkcionális konnektivitást mutat – ez a változás azoknál kifejezettebb, akiknél később demencia alakul ki, azaz alkalmas a kognitív hanyatlás előrejelzésére. A The Journal of Neuroscience júniusi számának egy cikke (Global Connectivity of Prefrontal Cortex Predicts Cognitive Control and Intelligence) azt írja le, hogy a frontoparietális agyi hálózat révén kontrolláljuk viselkedésünket és kognitív működésünket, míg egy Nature-tanulmány szerint az öregedés során az össz-konnektóma robusztussága csökken, és e csökkenéssel egyenes arányban csökken az általános intelligencia.

   Mi segíthet a fehérállomány integritásának és a funkcionális konnektivitás egészséges mintáinak megőrzésében? A kétnyelvűség például ilyen tényező, a kutatások szerint még az Alzheimer-kór előfordulása is alacsonyabb a több nyelvet beszélők körében. A Frontiers in Human Neuroscience cikke (Eilen Luders és munkatársai) szerint a meditáció is hasznos, hiszen nem csak a szürkeállomány, de a fehérállomány tömegét is növeli, míg a Neuropsychopharmacology tanulmánya (Ian Harding és munkatársai) azt emeli ki, hogy a kannabisz-használat elősegíti a kognitív kontrollt: növeli a funkcionális konnektivitást a prefrontális és az occipitoparietális kortex között. Talán ez utóbbi miatt is érdekes, hogy a Reuters beszámolója szerint többek között Izraelben, Zack Klein kísérletei nyomán olyan orvosi marihuána kapható, amely nem okoz eufóriát, így nem addiktív (nem tartalmaz tetrahidrokannabinolt, csak kannabidiolt), azonban gyulladásgátló hatása miatt használják Parkinson-kórosok, SM-ben, krónikus fájdalom szindrómában és poszttraumás stresszben szenvedők.

 

Téli álom nem létezik

Az elmúlt években tehát bebizonyosodott, hogy különböző hatásokra az agy képes átépülni, megújulni. E regenerációs képesség megdöbbentő lehetőségeit mutatják be az emlősök hibernációjával kapcsolatos vizsgálatok. A Scientific American beszámolója szerint az eredmények felhasználhatók az Alzheimer-kór, valamint a szívinfarktus és a stroke következtében fellépő agyi oxigénhiány következményeinek kezelésében. A tanulmányozott nagyképességű állat, a sarki földimókus (Spermophilus citellus) téli „álma” alatt elveszti idegi összeköttetéseinek jelentős részét, miközben tau-fehérjék szaporodnak fel zsugorodó neuronjaiban. A mélyponton a mókus testhőmérséklete –3 Celsius fokra süllyed (ismereteink szerint ez az emlős által elért legalacsonyabb testhőmérséklet), a vére természetesen ekkor is folyékony marad, és energiáinak 80–90 százalékát az agya életben tartására fordítja (az agya ezért kicsit kevésbé hűl le). Az állat az „alvás” során 2–3 hetenként 12–15 órára „feljebb ébred”, testhőmérséklete normalizálódik, idegsejtjei mindössze két óra alatt megnőnek és az eredetihez képest sokszoros mennyiségű összeköttetés jön létre közöttük. Ezeknek az összeköttetéseknek egy része egy nap múlva már nincs meg, valószínűleg a feleslegesek leépülnek, hasonlóan az emlősagy magzati fejlődése során megfigyelt folyamatokhoz. Thomas Arendt idegkutató vizsgálatai szerint a hosszú mikrotubulusokat stabilizáló tau-fehérjék a hibernációból való feljebb ébredéskor néhány órán belül eltűnnek a mókus agysejtjeiből – ezt a folyamatot megismerve juthatnánk közelebb a szintén tau-fehérje-felhalmozódással járó Alzheimer-kór gyógyításához. A kutató úgy véli, hogy a tau-fehérjék ahhoz járulnak hozzá, hogy a csökkenő hőmérsékletű agy a hibernáció során ne veszítsen el túl sok sejtet és összeköttetést, és szerepük lehet a felépülésben is. Egyébként tau-fehérjék az emlősagy magzati fejlődése során is felszaporodnak az idegsejtekben, azonban amikor azok elveszítik redundáns összeköttetéseiket, az akkumulálódott tau-fehérjék is eltűnnek belőlük. Mint Arendt elmondja, elképzelhető, hogy a tau-fehérjék szerepe az, hogy védjék a neuronokat, és meghibásodásuk esetén, hasonlóan a túl aktív immunrendszer autoimmun betegségeket okozó hatásához, betegségek, így Alzheimer-kór alakul ki. A kutató azt is hozzáteszi, hogy az állatoknak – így a mókushoz képest kevésbé lehűlő barnamedvének is – azért lehet szükségük arra, hogy időnként magukhoz térjenek a téli álomból, mert a neurodegeneráció elkerülése érdekében időnként ki kell pucolniuk a tau-fehérjéket az idegsejtjeikből. A téli álmot alvó emlősök agya egyébként akkor is kevésbé érzékeny az oxigénhiányra, amikor nyáron ébren vannak, emiatt is azt remélik a kutatók, hogy a folyamat kutatása segít majd a szívinfarktus és a stroke következtében fellépő idegrendszeri pusztulás megelőzésében. Sőt, abban is bizakodnak, hogy ha a jövőben kontrollált módon lehetne kiváltani hibernált állapotot az embernél, az hozzájárulhatna egyébként kivitelezhetetlen műtétek megvalósításához és messzi űrutazások megvalósításához is.

A mókusnál és a medvénél közelebbi rokonaink is tudnak ugyanis téli álmot aludni, ráadásul egy évben hét hónapon át. Van egyetlen főemlős, amely „téli álmot” alszik, de mivel a trópusi Madagaszkáron él, hibernációjáért aligha az alacsony hőmérséklet a felelős, inkább a száraz évszak átvészelése a célja.

A zsírosfarkú törpelemur (Cheirogaleus medius) vizsgálata kapcsán derült ki, hogy amikor az állat néhány hetenként felébred a hibernációból, valójában akkor alszik el: mivel anyagcseréje megnövekszik, agya ekkor válik képessé arra, hogy az alvásra jellemző mintázatot produkálja, és végre álmodni kezdjen, olyannyira, hogy a hibernációt meg-megszakító alvási periódusokban csak REM-szakaszban van. A kutatást vezető Peter Klopfer szerint épp azért ébred feljebb az állat, mert szüksége van az álmodásra az életben maradáshoz. Ezzel ellentétben a sarki mókusok nem álmodnak a hibernáció alatt, mivel a sarkvidéken ehhez túl alacsony a hőmérséklet – vagyis szó szerinti értelemben az ő hibernációjuk egyáltalán nem téli álom. A lemuroké is csak a hibernáció szüneteiben.

Furcsán álmodók

Mint korábban említettük, enyhe kognitív zavarban szenvedőknél az agyi default network gyengébb funkcionális konnektivitást mutat, ami alkalmas a demencia előrejelzésére. A közelmúltban egy másik – álmodással kapcsolatos – eszköz is a kezünkbe került a demencia és a Parkinson-kór előrejelzésére. Dr. Ronald Postuma és kutatócsoportja kimutatta (közleményük a Neurology című szaklapban jelent meg), hogy az idiopátiás REM alvási viselkedészavar (REM sleep behavior disorder, RBD) – amelynek kockázati tényezői közé tartozik a dohányzás, a feji trauma, a növényvédőszerekkel való érintkezés és az alacsony képzettségi szint – ezen betegségek prediagnosztikus markere. Az RBD-ben szenvedőknél a REM során nem lesznek atóniások az izmok, és a beteg szertelen motoros aktivitást produkál, miközben álmodik. Az álmok nagyon gyakran arról szólnak, hogy harcol a személy, védekezik egy támadó ellen, s ezért veszélyes önmagára és a vele egy ágyban alvó partnerére nézve is, mivel üt, rúg.

A hibernációhoz visszatérve: az epileptológusok is ígéretesnek tartják az agy, vagy legalábbis annak egy részének hűtését. Mint John Miller, a Washingtoni Orvosegyetem Epilepszia-centrumának igazgatója a Scientific Americannek elmondta, elképzelhető, hogy ha egy bizonyos hőmérsékletre lehűtik a rohamokért felelős agyterületet, az megakadályozza a rohamok kialakulását, sőt az is elképzelhető, hogy az adott agyterületet állandóan alacsonyabb hőmérsékleten lehet tartani – ha bebizonyosodik, hogy ez nem akadályozza az agy normál működését –, így nincs szükség a rohamok előrejelzésére.

A gyógyszerkutatás modellrendszere

Az érzékelés vizsgálata az elmúlt évtizedben divatba jött az idegtudósok körében. Az európai Brain Council 1 millió eurós idei díját Christine Petit és Karen Steel kapta a hallás agyi rendszerének vizsgálatáért, a szaglásról pedig – amelynek romlása gyakran megelőzi az Alzheimer- és a Parkinson-kór, valamint a szkizofrénia kialakulását – egyenesen az derült ki, hogy 200 millió éve ez az érzékszerv tette lehetővé az emlősagy ugrásszerű fejlődését. A Science-ben publikált kutatás szerint (Timothy Rowe és munkatársai) a szaglás révén lehetővé vált, hogy emlős-őseink éjszaka vadásszanak, elkerüljék a dinoszauruszokat, és pozitív visszacsatolás révén az agy szaglásért felelős része egyre jobban megnövekedjen – így alakult ki az az állapot, hogy az emlősöknek van a testtömegükhöz viszonyítva a legnagyobb agyuk.

A szaglás más megközelítésből is roppant különleges: az olfaktorikus rendszer kódolásáért a genom óriási része, mintegy 4 százaléka felelős (ez a legnagyobb géncsalád a genomban), és a felismert kémiai anyagok olyan széles skálán mozognak, hogy a szaglás mint modellrendszer a biológiai modellezés és a gyógyszerkutatás érdeklődésének homlokterébe került. A gerincesek 6–10 millió olfaktorikus érzőneuronja G-protein-kapcsolt receptorok segítségével ismeri fel a szagokat – és a jelenleg használatos gyógyszerek több mint fele ilyen receptorokon keresztül fejti ki a hatását, mivel a G-protein-kapcsolt receptorok (GPCR) számos betegségben fontos szerepet játszanak. Mint David Filmore kifejti a Modern Drug Discovery című lapban, a GPCR-fehérjék sokáig a gyógyszerfejlesztés legfontosabb molekulái lesznek, mivel az eddigi GPCR-moduláló szerek nem célzott fehérjekutatás eredményeképp állnak rendelkezésünkre, hanem próba-szerencse alapon találtunk rájuk, és mechanizmusukra csak később derült fény. A Humán Genom Projekt sikere után azonban a célzott kutatás került fókuszba, és a szaglóneuronok megismerése révén rengeteget tudhatunk meg a GPCR-fehérjék működéséről – márpedig a központi idegrendszeri kórokon kívül ilyen fehérjék jelentik a terápiás célpontot többek között a rákos megbetegedések, a szívelégtelenség, a fájdalom, a gyulladás, az elhízás és a diabétesz kezelésében is.

Inzulin-mediált hatások

A gyulladás, az elhízás, a diabétesz és a központi idegrendszeri betegségek között a GPCR fehérjéin kívül is alapvető összefüggést tártak fel az elmúlt évtizedben. Roger S. McIntyre és munkatársai az F1000 Biological Reports-ban július elején foglalták össze az eddigi eredményeket Crosstalk between metabolic and neuropsychiatric disorders című cikkükben. Ebben többek között megállapítják, hogy az inzulin részt vesz az emocionális élet és a kogníció szabályozásában, a memória-formálásban, és mint pleiotróp fehérje, alapvető a neuroplaszticitás fenntartásában és a neuromodulációban; ez az oka, hogy az antidiabetikumok új szerepkörbe kerültek, és felhasználhatók a pszichiátriai és neurodegeneratív betegségek széles skálájában egyaránt.

 
A cikk első részéért kattinson IDE

 

Dr. Kazai Anita
a szerző cikkei

(forrás: Medical Tribune X. évfolyam 10. szám)
hirdetés

cimkék

Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
hirdetés
hirdetés