Надлишок кальцію може впливати на розвиток Паркінсона
Нові дослідження припускають, що надлишок кальцію в клітинах мозку може призвести до утворення токсичних кластерних білків, що характеризують хворобу Паркінсона.
Хвороба Паркінсона - одне з ряду нейродегенеративних захворювань, спричинених тим, що білки, що зустрічаються в природі, складаються неправильної форми і злипаються з іншими білками.
У свою чергу, білки утворюють тонкі ниткоподібні структури, які називаються амілоїдними фібрилами. Ці амілоїдні відкладення агрегованого альфа-синуклеїну, також відомі як тіла Леві, є ознакою хвороби Паркінсона.
Міжнародна команда, очолювана Кембриджським університетом, виявила, що кальцій може впливати на взаємодію між дрібними перетинчастими структурами всередині нервових закінчень та білком, пов’язаним із хворобою Паркінсона.
Нервові закінчення важливі для нейрональної передачі сигналів у мозку та розвитку альфа-синуклеїну. Перевищення рівня кальцію або альфа-синуклеїну може бути тим, що запускає ланцюгову реакцію, яка веде до загибелі клітин мозку.
Отримані дані є ще одним кроком до розуміння того, як і чому люди розвивають хворобу Паркінсона. На рівні населення приблизно кожен із 350 дорослих в даний час хворіє на це захворювання.
Результати дослідження з’являються в журналі Природні комунікації.
Цікаво, що до теперішнього часу не було зрозуміло, що насправді альфа-синуклеїн робить у клітині, чому він там і що має робити. Зараз дослідники розуміють, що альфа-синуклеїн бере участь у різних процесах, таких як плавний потік хімічних сигналів у мозку та рух молекул у нервові закінчення та поза ними, але як саме він поводиться незрозуміло.
"Альфа-синуклеїн - це дуже малий білок з дуже малою структурою, і він повинен взаємодіяти з іншими білками або структурами, щоб стати функціональним, що ускладнило вивчення", - сказала старший автор, доктор Габріеле Камінські Шерле.
Завдяки технологіям мікроскопії з надвисокою роздільною здатністю тепер можна заглянути всередину клітин, щоб спостерігати за поведінкою альфа-синуклеїну. Для цього Камінський Ширле та її колеги виділили синаптичні везикули, частину нервових клітин, що зберігають нейромедіатори, які посилають сигнали від однієї нервової клітини до іншої.
У нейронах кальцій відіграє роль у вивільненні нейромедіаторів.
Дослідники помітили, що коли рівень кальцію в нервовій клітині підвищується, наприклад, при передачі сигналів нейронів, альфа-синуклеїн зв’язується з синаптичними пухирцями в декількох точках, змушуючи везикули з’єднуватися.
Це може свідчити про те, що нормальна роль альфа-синуклеїну полягає у сприянні хімічній передачі інформації через нервові клітини.
"Ми вперше бачимо, що кальцій впливає на взаємодію альфа-синуклеїну з синаптичними пухирцями", - сказав д-р Янін Лаутеншльгер, перший автор статті.
«Ми вважаємо, що альфа-синуклеїн майже як сенсор кальцію. У присутності кальцію він змінює свою структуру та взаємодію з навколишнім середовищем, що, ймовірно, дуже важливо для його нормальної роботи ".
"У клітині є тонкий баланс кальцію та альфа-синуклеїну, і коли занадто багато того чи іншого, баланс перевертається і починається агрегація, що призводить до хвороби Паркінсона", - сказав співавтор доктор Емберлі. Стівенс.
Дисбаланс може бути викликаний генетичним подвоєнням кількості альфа-синуклеїну (розмноження генів), віковим уповільненням розщеплення надлишку білка, підвищеним рівнем кальцію в нейронах, чутливих до хвороби Паркінсона, або пов'язана відсутність буферної здатності кальцію в цих нейронах.
Розуміння ролі альфа-синуклеїну в нормальних або патологічних процесах може допомогти у розробці нових методів лікування хвороби Паркінсона. Одна з можливостей полягає в тому, що кандидати на наркотики, розроблені для блокування кальцію, наприклад, для використання при захворюваннях серця, також можуть мати потенціал проти хвороби Паркінсона.
Джерело: Кембриджський університет
