„Твърде много“ калций в мозъка може да причини болестта на Паркинсон
Данни от ново проучване - от университета в Кеймбридж в Обединеното кралство - за ролята на калция в сигналните механизми на мозъчните клетки ни доближават до разбирането на причините за болестта на Паркинсон.
Наличието на токсични отлагания на протеини или тела на Леви в мозъчните клетки е признат белег на болестта на Паркинсон.
Депозитите съдържат клъстери от алфа-синуклеин и други протеини, които са се сгънали в неправилна форма.
Новото проучване - вече публикувано в списанието Nature Communications - показва, че калцият влияе върху начина, по който алфа-синуклеинът се свързва със синаптичните везикули.
Синаптичните везикули са малки отделения в нервните терминали, които държат невротрансмитерите или химическите пратеници, които пренасят сигнали между мозъчните клетки.
„Налице е фин баланс“, отбелязва съавторката д-р Амбърли Стивънс, постдокторант по молекулярна неврология в Университета в Кеймбридж, „на калций и алфа-синуклеин в клетката и когато има твърде много от един или повече другата, балансът се преобръща и агрегацията започва, което води до болестта на Паркинсон. "
Нормално спрямо анормално алфа-синуклеин
По света има над 10 милиона души, живеещи с болестта на Паркинсон, включително около 1 милион в Съединените щати. При болестта на Паркинсон има прогресивно разрушаване на мозъчните клетки, които произвеждат невротрансмитер, наречен допамин, което е важно за контролиране на движението.
Следователно, с напредването на болестта, ще има влошаване на симптомите като бавност на движението, скованост, тремор и нарушена координация и баланс.
По-нови проучвания разкриват, че Паркинсон засяга и мозъчните клетки, които не произвеждат допамин, което може да обясни защо някои от симптомите не са свързани с движението.
Въпреки че анормалните клъстери на алфа-синуклеин - малък протеин, съдържащ само 140 аминокиселини - е основен елемент от телата на Леви, които присъстват в болестта на Паркинсон, нормалната му форма изглежда е необходима за редица функции на мозъчните клетки.
Въпреки това, освен да знаем, че протеинът по някакъв начин взаимодейства със синаптичните везикули, за да осигури плавното транспортиране на молекулите през синапса - или пролуката между нервния терминал и следващата клетка - ние знаем малко за основния механизъм.
Алфа-синуклеинът действа „като калциев сензор“
„Алфа-синуклеинът“, отбелязва старшият автор на изследването д-р Габриеле Камински Шиерле от Катедрата по химическо инженерство и биотехнологии в университета в Кеймбридж, „е много малък протеин с много малка структура и той трябва да взаимодейства с други протеини или структури, за да станат функционални, което затрудни изучаването. "
Напредъкът в технологията на микроскопите означава, че изследователите вече могат да наблюдават какво се случва вътре в клетките.
Д-р Камински Шиерле и колеги използваха „микроразрешение със супер разделителна способност“ и „изолирани синаптични везикули“, за да изследват подробното поведение на алфа-синуклеина.
Те открили, че когато нивото на калций се повиши в клетката, алфа-синуклеинът се свързва с везикулите в повече от една точка, което кара мехурчетата да се групират.
„Смятаме“, обяснява съавторът д-р Янин Лаутеншлагер, също от Департамента по химично инженерство и биотехнологии, „че алфа-синуклеинът е почти като калциев сензор.“
„В присъствието на калций, продължава тя, той променя структурата си и начина, по който взаимодейства със заобикалящата го среда, което вероятно е много важно за нормалната му функция.“
Деликатен баланс
Авторите предполагат, че анормалните клъстери на алфа-синуклеин се образуват, когато деликатният баланс между протеина и калция е нарушен. Те предполагат редица неща, които могат да причинят такъв дисбаланс, като например:
- свързано с възрастта забавяне на елиминирането на излишния протеин
- удвояване на производството на алфа-синуклеин поради дублиране на гени
- по-високи нива на калций в мозъчните клетки, уязвими на Паркинсон
- неспособност за ефективно буфериране на калция в чувствителните клетки на Паркинсон
По-подробното разбиране на това как алфа-синуклеинът се държи както в здравето, така и в болестта, трябва да доведе до така необходимите нови лекарства за болестта на Паркинсон, заключават авторите.
Те също така отбелязват, че лекарство, което блокира калциевия канал при сърдечни заболявания, може да „се окаже ценен кандидат за действие срещу [болестта на Паркинсон] чрез намаляване на вътреклетъчното натоварване с калций“.
„За първи път виждаме, че калцият влияе върху начина, по който алфа-синуклеин взаимодейства със синаптичните везикули.“
Д-р Янин Лаутеншлагер
