Излишъкът от калций може да повлияе върху развитието на Паркинсон
Нововъзникващите изследвания показват, че излишните нива на калций в мозъчните клетки могат да доведат до образуването на токсични клетъчни протеини, които характеризират болестта на Паркинсон.
Болестта на Паркинсон е едно от редицата невродегенеративни заболявания, причинени когато естествено срещащите се протеини се сгъват в неправилна форма и се придържат заедно с други протеини.
От своя страна протеините образуват тънки нишковидни структури, наречени амилоидни фибрили. Тези амилоидни отлагания на агрегиран алфа-синуклеин, известни още като тела на Леви, са признак на болестта на Паркинсон.
Международен екип, ръководен от университета в Кеймбридж, установи, че калцият може да повлияе на взаимодействието между малки мембранни структури в нервните окончания и протеина, свързан с болестта на Паркинсон.
Нервните окончания са важни за невроналната сигнализация в мозъка и развитието на алфа-синуклеин. Излишъкът от калций или алфа-синуклеин може да е това, което започва верижната реакция, която води до смъртта на мозъчните клетки.
Констатациите представляват поредната стъпка към разбирането как и защо хората развиват Паркинсон. На ниво популация около един на всеки 350 възрастни в момента е в състояние.
Резултатите от проучването се появяват в списанието Nature Communications.
Любопитното е, че досега не е било ясно какво всъщност прави алфа-синуклеинът в клетката, защо е там и какво е предназначено да прави. Сега изследователите разбират, че алфа-синуклеинът участва в различни процеси като плавния поток на химичните сигнали в мозъка и движението на молекулите във и извън нервните окончания, но как точно се държи, не е ясно.
„Алфа-синуклеинът е много малък протеин с много малка структура и той трябва да взаимодейства с други протеини или структури, за да стане функционален, което затруднява изследването“, каза старши автор д-р Габриеле Камински Шиерле.
Благодарение на техниките за микроразрешаване със супер разделителна способност вече е възможно да погледнете вътре в клетките, за да наблюдавате поведението на алфа-синуклеин. За целта Камински Шиерле и нейните колеги изолираха синаптични везикули, част от нервните клетки, които съхраняват невротрансмитерите, които изпращат сигнали от една нервна клетка към друга.
В невроните калцият играе роля в освобождаването на невротрансмитери.
Изследователите наблюдават, че когато нивата на калций в нервната клетка се повишат, като например при невронална сигнализация, алфа-синуклеинът се свързва със синаптични везикули в множество точки, причинявайки везикулите да се съберат.
Това може да означава, че нормалната роля на алфа-синуклеина е да подпомага химичното предаване на информация през нервните клетки.
„За първи път виждаме, че калцият влияе върху начина, по който алфа-синуклеин взаимодейства със синаптичните везикули“, каза д-р Янин Лаутеншлгер, първият автор на хартията.
„Смятаме, че алфа-синуклеинът е почти като калциев сензор. В присъствието на калций той променя структурата си и начина, по който взаимодейства със заобикалящата го среда, което вероятно е много важно за нормалната му функция. "
„Налице е фин баланс на калций и алфа-синуклеин в клетката и когато има твърде много от единия или другия, балансът се преобръща и агрегацията започва, което води до болестта на Паркинсон“, каза съавторът д-р Амбърли Стивънс.
Дисбалансът може да бъде причинен от генетично удвояване на количеството алфа-синуклеин (дублиране на гени), от възрастово забавяне на разграждането на излишния протеин, от повишено ниво на калций в невроните, които са чувствителни към Паркинсон, или свързана липса на калциев буферен капацитет в тези неврони.
Разбирането на ролята на алфа-синуклеин в нормални или патологични процеси може да помогне за разработването на нови лечения за болестта на Паркинсон. Една от възможностите е, че кандидатите за наркотици, разработени за блокиране на калций, например за употреба при сърдечни заболявания, също могат да имат потенциал срещу болестта на Паркинсон.
Източник: Университет в Кеймбридж
