Přebytek vápníku může ovlivnit vývoj Parkinsonovy choroby
Rozvíjející se výzkum naznačuje, že nadměrné hladiny vápníku v mozkových buňkách mohou vést k tvorbě toxických proteinových shluků, které charakterizují Parkinsonovu chorobu.
Parkinsonova choroba je jedním z mnoha neurodegenerativních onemocnění způsobených přirozeně se vyskytujícími proteiny, které se skládají do nesprávného tvaru a drží se spolu s jinými proteiny.
Proteiny zase nakonec vytvářejí tenké struktury podobné vláknům, které se nazývají amyloidní fibrily. Tyto amyloidní depozity agregovaného alfa-synukleinu, známé také jako Lewyho tělíska, jsou známkou Parkinsonovy choroby.
Mezinárodní tým vedený University of Cambridge zjistil, že vápník může ovlivnit interakci mezi malými membránovými strukturami uvnitř nervových zakončení a proteinem spojeným s Parkinsonovou chorobou.
Nervová zakončení jsou důležitá pro neuronovou signalizaci v mozku a vývoj alfa-synukleinu. Nadměrné hladiny vápníku nebo alfa-synukleinu mohou být tím, co spouští řetězovou reakci, která vede ke smrti mozkových buněk.
Zjištění představují další krok směrem k pochopení toho, jak a proč se u lidí vyvine Parkinsonova choroba. Na populační úrovni má tento stav v současnosti asi jeden z 350 dospělých.
Zjištění studie se objevují v časopise Příroda komunikace.
Kupodivu nebylo dosud jasné, co vlastně alfa-synuclein v buňce dělá, proč tam je a co to má dělat. Vědci nyní chápou, že alfa-synuklein je zapojen do různých procesů, jako je plynulý tok chemických signálů v mozku a pohyb molekul dovnitř a ven z nervových zakončení, ale není přesně jasné, jak se chová.
„Alfa-synuklein je velmi malý protein s velmi malou strukturou, který vyžaduje interakci s jinými proteiny nebo strukturami, aby byl funkční, což ztěžuje studium,“ uvedla hlavní autorka Dr. Gabriele Kaminski Schierle.
Díky technikám mikroskopie s vysokým rozlišením je nyní možné nahlédnout do buněk a sledovat chování alfa-synukleinu. Kaminski Schierle a její kolegové izolovali synaptické vezikuly, část nervových buněk, které uchovávají neurotransmitery, které vysílají signály z jedné nervové buňky do druhé.
V neuronech hraje vápník roli při uvolňování neurotransmiterů.
Vědci zjistili, že když se zvyšuje hladina vápníku v nervových buňkách, například při neuronové signalizaci, alfa-synuklein se váže na synaptické vezikuly na více místech, což způsobuje, že se vezikuly spojují.
To může naznačovat, že normální úlohou alfa-synukleinu je pomáhat chemickému přenosu informací přes nervové buňky.
"Je to poprvé, co jsme viděli, že vápník ovlivňuje způsob, jakým alfa-synuklein interaguje se synaptickými vezikuly," uvedla Dr. Janin Lautenschlger, první autorka článku.
"Myslíme si, že alfa-synuklein je téměř jako senzor vápníku." V přítomnosti vápníku mění svou strukturu a interakci s okolním prostředím, což je pravděpodobně velmi důležité pro jeho normální funkci. “
"V buňce je jemná rovnováha vápníku a alfa-synukleinu, a když je příliš mnoho jednoho nebo druhého, rovnováha se nakloní a začne agregace, což vede k Parkinsonově nemoci," řekl spoluautor Dr. Amberley Stephens.
Nerovnováha může být způsobena genetickým zdvojnásobením množství alfa-synukleinu (duplikace genů), zpomalením odbourávání přebytečných bílkovin souvisejícím s věkem, zvýšenou hladinou vápníku v neuronech citlivých na Parkinsonovu chorobu nebo související nedostatek pufrační kapacity vápníku v těchto neuronech.
Pochopení role alfa-synukleinu v normálních nebo patologických procesech může pomoci při vývoji nové léčby Parkinsonovy choroby. Jednou z možností je, že kandidáti na léky vyvinuté k blokování vápníku, například pro použití při srdečních onemocněních, mohou mít také potenciál proti Parkinsonově nemoci.
Zdroj: University of Cambridge
