Το υπερβολικό ασβέστιο του εγκεφάλου μπορεί να προκαλέσει νόσο του Πάρκινσον
Οι γνώσεις από μια νέα μελέτη - από το Πανεπιστήμιο του Cambridge στο Ηνωμένο Βασίλειο - σχετικά με το ρόλο του ασβεστίου στους μηχανισμούς σηματοδότησης των εγκεφαλικών κυττάρων μας φέρνουν πιο κοντά στην κατανόηση των αιτίων της νόσου του Πάρκινσον.
Η παρουσία αποθέσεων τοξικών πρωτεϊνών ή σωμάτων Lewy μέσα στα εγκεφαλικά κύτταρα είναι αναγνωρισμένο σήμα κατατεθέν της νόσου του Πάρκινσον.
Οι εναποθέσεις περιέχουν συστάδες άλφα-συνουκλεΐνης και άλλων πρωτεϊνών που έχουν διπλωθεί σε λάθος σχήμα.
Η νέα μελέτη - τώρα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Επικοινωνία Φύσης - δείχνει ότι το ασβέστιο επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο η άλφα-συνουκλεΐνη συνδέεται με συναπτικά κυστίδια.
Τα συναπτικά κυστίδια είναι μικρά διαμερίσματα στα νευρικά τερματικά που συγκρατούν τους νευροδιαβιβαστές ή χημικούς αγγελιοφόρους, που μεταφέρουν σήματα μεταξύ εγκεφαλικών κυττάρων.
«Υπάρχει μια λεπτή ισορροπία», σημειώνει ο πρώτος συγγραφέας Dr. Amberley Stephens, μεταδιδακτορικός ερευνητής στη μοριακή νευροεπιστήμη στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, «του ασβεστίου και της άλφα-συνουκλεΐνης στο κύτταρο και όταν υπάρχει πάρα πολύ από ένα ή το άλλο, η ισορροπία ανατρέπεται και η συσσώρευση ξεκινά, οδηγώντας σε νόσο του Πάρκινσον. "
Κανονική έναντι μη φυσιολογικής άλφα-συνουκλεΐνης
Σε όλο τον κόσμο, υπάρχουν περισσότερα από 10 εκατομμύρια άτομα που ζουν με τη νόσο του Πάρκινσον, συμπεριλαμβανομένων περίπου 1 εκατομμυρίου στις Ηνωμένες Πολιτείες. Στη νόσο του Πάρκινσον, υπάρχει μια προοδευτική καταστροφή των εγκεφαλικών κυττάρων που παράγουν έναν νευροδιαβιβαστή που ονομάζεται ντοπαμίνη, ο οποίος είναι σημαντικός για τον έλεγχο της κίνησης.
Ως εκ τούτου, καθώς η ασθένεια εξελίσσεται, θα υπάρξει επιδείνωση των συμπτωμάτων όπως βραδύτητα κίνησης, ακαμψία, τρόμος, και μειωμένος συντονισμός και ισορροπία.
Πιο πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν ότι το Parkinson επηρεάζει επίσης εγκεφαλικά κύτταρα που δεν παράγουν ντοπαμίνη, κάτι που μπορεί να εξηγήσει γιατί ορισμένα από τα συμπτώματα δεν σχετίζονται με την κίνηση.
Αν και τα μη φυσιολογικά σύμπλεγμα της άλφα-συνουκλεΐνης - μια μικρή πρωτεΐνη που περιλαμβάνει μόνο 140 αμινοξέα - είναι ένα σημαντικό στοιχείο των σωμάτων Lewy που υπάρχουν στη νόσο του Πάρκινσον, η φυσιολογική του μορφή φαίνεται να είναι απαραίτητη για μια σειρά από λειτουργίες εγκεφαλικών κυττάρων.
Ωστόσο, εκτός από το να γνωρίζουμε ότι η πρωτεΐνη αλληλεπιδρά με κάποιο τρόπο με συναπτικά κυστίδια για να διασφαλίσει την ομαλή μεταφορά μορίων κατά μήκος της σύναψης - ή το χάσμα μεταξύ του νευρικού τερματικού και του επόμενου κυττάρου - γνωρίζουμε λίγα για τον υποκείμενο μηχανισμό.
Η άλφα-συνουκλεΐνη δρα «σαν αισθητήρας ασβεστίου»
«Η Alpha-synuclein», σημειώνει ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Dr. Gabriele Kaminski Schierle, του Τμήματος Χημικών Μηχανικών και Βιοτεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, «είναι μια πολύ μικρή πρωτεΐνη με πολύ μικρή δομή και πρέπει να αλληλεπιδρά με άλλες πρωτεΐνες ή δομές για να καταστούν λειτουργικές, γεγονός που δυσκολεύει τη μελέτη. "
Η πρόοδος στην τεχνολογία μικροσκοπίου σημαίνει ότι οι ερευνητές μπορούν τώρα να παρατηρήσουν τι συμβαίνει μέσα στα κύτταρα.
Ο Δρ Kaminski Schierle και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν «μικροσκόπηση υπερ-ανάλυσης» και «απομονωμένα συναπτικά κυστίδια» για να εξετάσουν τη λεπτομερή συμπεριφορά της άλφα-συνουκλεΐνης.
Διαπίστωσαν ότι όταν το επίπεδο ασβεστίου αυξάνεται στο κύτταρο, η άλφα-συνουκλεΐνη συνδέεται με κυστίδια σε περισσότερα από ένα σημεία, γεγονός που προκαλεί τη συσσώρευση των κυστιδίων.
«Πιστεύουμε», εξηγεί ο συν-πρώτος συγγραφέας Dr. Janin Lautenschläger, επίσης του Τμήματος Χημικών Μηχανικών και Βιοτεχνολογίας, «ότι η άλφα-συνουκλεΐνη μοιάζει σχεδόν με αισθητήρα ασβεστίου».
«Παρουσία ασβεστίου», συνεχίζει, «αλλάζει τη δομή του και πώς αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του, το οποίο είναι πιθανότατα πολύ σημαντικό για την κανονική του λειτουργία».
Μια λεπτή ισορροπία
Οι συγγραφείς προτείνουν ότι οι ανώμαλες συστάδες της άλφα-συνουκλεΐνης σχηματίζονται όταν διαταράσσεται η λεπτή ισορροπία μεταξύ της πρωτεΐνης και του ασβεστίου. Προτείνουν μια σειρά από πράγματα που μπορεί να προκαλέσουν μια τέτοια ανισορροπία, όπως:
- επιβράδυνση που σχετίζεται με την ηλικία της εξάλειψης της περίσσειας πρωτεΐνης
- διπλασιασμός της παραγωγής άλφα-συνουκλεΐνης λόγω διπλασιασμού γονιδίων
- υψηλότερα επίπεδα ασβεστίου στα εγκεφαλικά κύτταρα ευάλωτα στο Parkinson
- αδυναμία αποτελεσματικού ρυθμιστικού ασβεστίου στα ευαίσθητα στο Parkinson κύτταρα
Μια πιο λεπτομερής κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η άλφα-συνουκλεΐνη συμπεριφέρεται τόσο στην υγεία όσο και στην ασθένεια θα πρέπει να οδηγήσει σε πολύ απαραίτητα νέα φάρμακα για τη νόσο του Πάρκινσον, καταλήγουν οι συγγραφείς.
Σημειώνουν επίσης ότι ένα φάρμακο που μπλοκάρει το κανάλι ασβεστίου στις καρδιακές παθήσεις μπορεί «να αποδειχθεί πολύτιμος υποψήφιος για να δράσει κατά της νόσου του Πάρκινσον μέσω της μείωσης του ενδοκυτταρικού φορτίου ασβεστίου»
«Είναι η πρώτη φορά που έχουμε δει ότι το ασβέστιο επηρεάζει τον τρόπο αλληλεπίδρασης της άλφα-συνουκλεΐνης με τα συναπτικά κυστίδια».
Δρ Janin Lautenschläger
