Presežek kalcija lahko vpliva na razvoj Parkinsonove bolezni
Nove raziskave kažejo, da lahko prekomerna raven kalcija v možganskih celicah povzroči nastanek strupenih beljakovinskih grozdov, ki so značilni za Parkinsonovo bolezen.
Parkinsonova bolezen je ena izmed številnih nevrodegenerativnih bolezni, ki nastanejo, ko se naravni proteini zložijo v napačno obliko in se držijo skupaj z drugimi beljakovinami.
Beljakovine nato sčasoma tvorijo tanke niti podobne strukture, imenovane amiloidne fibrile. Ti amiloidni nanosi agregiranega alfa-sinukleina, znani tudi kot Lewyjeva telesa, so znak Parkinsonove bolezni.
Mednarodna skupina pod vodstvom Univerze v Cambridgeu je ugotovila, da lahko kalcij vpliva na interakcijo med majhnimi membranskimi strukturami znotraj živčnih končičev in beljakovinami, povezanimi s Parkinsonovo boleznijo.
Živčni končiči so pomembni za nevronsko signalizacijo v možganih in razvoj alfa-sinukleina. Presežne koncentracije kalcija ali alfa-sinukleina so lahko tiste, ki začnejo verižno reakcijo, ki vodi do smrti možganskih celic.
Ugotovitve predstavljajo še en korak k razumevanju, kako in zakaj ljudje razvijajo Parkinsonovo bolezen. Na populacijski ravni je trenutno približno vsak tretji od 350 odraslih.
Ugotovitve študije so objavljene v reviji Nature Communications.
Zanimivo je, da do zdaj ni bilo jasno, kaj alfa-sinuklein dejansko počne v celici, zakaj je tam in kaj naj bi storil. Raziskovalci zdaj razumejo, da je alfa-sinuklein vključen v različne procese, kot je nemoten pretok kemičnih signalov v možganih in gibanje molekul v in iz živčnih končičev, vendar natančno, kako se obnaša, ni jasno.
"Alfa-sinuklein je zelo majhen protein z zelo majhno strukturo, zato mora biti v interakciji z drugimi beljakovinami ali strukturami, da postane funkcionalen, kar otežuje študij," je povedala višja avtorica dr. Gabriele Kaminski Schierle.
Zahvaljujoč tehnikam mikroskopije v super ločljivosti je zdaj mogoče pogledati celice in opazovati vedenje alfa-sinukleina. V ta namen so Kaminski Schierle in njeni sodelavci izolirali sinaptične vezikle, del živčnih celic, ki hranijo nevrotransmiterje, ki pošiljajo signale iz ene živčne celice v drugo.
V nevronih ima kalcij vlogo pri sproščanju nevrotransmiterjev.
Raziskovalci so ugotovili, da ko se raven kalcija v živčni celici poveča, na primer ob nevronski signalizaciji, se alfa-sinuklein na več točkah veže na sinaptične vezikule, zaradi česar se vezikule združijo.
To lahko pomeni, da je običajna vloga alfa-sinukleina pomagati pri kemičnem prenosu informacij skozi živčne celice.
"Prvič smo videli, da kalcij vpliva na način interakcije alfa-sinukleina s sinaptičnimi mehurčki," je dejala dr. Janin Lautenschlger, prva avtorica časopisa.
»Menimo, da je alfa-sinuklein skoraj kot senzor za kalcij. V prisotnosti kalcija spremeni svojo strukturo in način interakcije z okoljem, kar je verjetno zelo pomembno za njegovo normalno delovanje. "
"V celici je fino ravnovesje kalcija in alfa-sinukleina, in kadar je enega ali drugega preveč, se ravnotežje prevrne in začne se agregacija, ki vodi do Parkinsonove bolezni," je dejal soavtor dr. Amberley Stephens.
Neravnovesje lahko povzroči gensko podvojitev količine alfa-sinukleina (podvajanje genov), upočasnitev razgradnje odvečnih beljakovin s starostjo, povečana raven kalcija v nevronih, ki so občutljivi na Parkinsonovo bolezen, ali pomanjkanje kalcijeve puferske sposobnosti v teh nevronih.
Razumevanje vloge alfa-sinukleina v normalnih ali patoloških procesih lahko pomaga pri razvoju novih načinov zdravljenja Parkinsonove bolezni. Ena od možnosti je, da bi lahko kandidati za zdravila, razviti za blokiranje kalcija, na primer za uporabo pri srčnih boleznih, imeli potencial tudi proti Parkinsonovi bolezni.
Vir: Univerza v Cambridgeu
