'Çok fazla' beyin kalsiyumu Parkinson hastalığına neden olabilir
Birleşik Krallık'taki Cambridge Üniversitesi tarafından yapılan yeni bir araştırmadan elde edilen bilgiler, kalsiyumun beyin hücrelerinin sinyal mekanizmalarındaki rolü hakkında bizi Parkinson hastalığının nedenlerini anlamaya yaklaştırıyor.
Beyin hücrelerinin içinde toksik protein birikintilerinin veya Lewy cisimciklerinin varlığı, Parkinson hastalığının bilinen bir özelliğidir.
Tortular, yanlış şekle katlanmış alfa-sinüklein ve diğer protein kümelerini içerir.
Yeni çalışma - şimdi dergide yayınlandı Doğa İletişimi - kalsiyumun alfa-sinükleinin sinaptik veziküllere bağlanma şeklini etkilediğini göstermektedir.
Sinaptik veziküller, beyin hücreleri arasında sinyaller taşıyan nörotransmiterleri veya kimyasal habercileri tutan sinir terminallerindeki küçük bölmelerdir.
Cambridge Üniversitesi'nde moleküler sinirbilim alanında doktora sonrası araştırmacı olan ilk yazar Dr. Amberley Stephens, "hücrede kalsiyum ve alfa-sinüklein olduğunda ve çok fazla bir veya diğeri ise denge bozulur ve kümelenme başlar, bu da Parkinson hastalığına yol açar. "
Normal ve anormal alfa-sinüklein
Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık 1 milyonu olmak üzere dünya çapında 10 milyondan fazla Parkinson hastalığı ile yaşayan insan vardır. Parkinson hastalığında, hareketi kontrol etmek için önemli olan dopamin adı verilen bir nörotransmiter üreten beyin hücrelerinde ilerleyen bir yıkım söz konusudur.
Bu nedenle hastalık ilerledikçe harekette yavaşlık, sertlik, titreme, bozulmuş koordinasyon ve denge gibi semptomlarda kötüleşme olacaktır.
Daha yeni çalışmalar, Parkinson hastalığının dopamin üretmeyen beyin hücrelerini de etkilediğini ortaya çıkardı, bu da bazı semptomların neden hareketle ilişkili olmadığını açıklayabilir.
Sadece 140 amino asit içeren küçük bir protein olan anormal alfa-sinüklein kümeleri, Parkinson hastalığında bulunan Lewy cisimciklerinin temel bir unsuru olmasına rağmen, normal formu bir dizi beyin hücresi işlevi için gerekli gibi görünmektedir.
Bununla birlikte, proteinin bir şekilde sinaptik veziküllerle etkileşerek moleküllerin sinaps boyunca - veya sinir terminali ile sonraki hücre arasındaki boşlukta - düzgün bir şekilde taşınmasını sağlamanın yanı sıra, altta yatan mekanizma hakkında çok az şey biliyoruz.
Alfa-sinüklein, "kalsiyum sensörü gibi davranır"
Cambridge Üniversitesi Kimya Mühendisliği ve Biyoteknoloji Bölümünden kıdemli çalışma yazarı Dr. Gabriele Kaminski Schierle, "Alfa-sinüklein", "çok küçük bir yapıya sahip çok küçük bir proteindir ve diğer proteinlerle veya Çalışmayı zorlaştıran işlevsel hale gelmek için yapılar. "
Mikroskop teknolojisindeki gelişmeler, araştırmacıların artık hücrelerin içinde neler olduğunu gözlemleyebilecekleri anlamına geliyor.
Dr. Kaminski Schierle ve meslektaşları, alfa-sinükleinin ayrıntılı davranışını incelemek için "süper çözünürlüklü mikroskopi" ve "izole sinaptik veziküller" kullandılar.
Hücrede kalsiyum seviyesi yükseldiğinde, alfa-sinükleinin birden fazla noktada veziküllere bağlandığını ve bunun da veziküllerin kümelenmesine neden olduğunu buldular.
Yine Kimya Mühendisliği ve Biyoteknoloji Bölümü'nden ortak yazar Dr. Janin Lautenschläger, "alfa-sinükleinin neredeyse bir kalsiyum sensörü gibi olduğunu düşünüyoruz" diyor.
“Kalsiyum varlığında” diye devam ediyor, “yapısını ve çevresi ile nasıl etkileşime girdiğini değiştiriyor ki bu muhtemelen normal işlevi için çok önemli.”
Hassas bir denge
Yazarlar, protein ve kalsiyum arasındaki hassas denge bozulduğunda anormal alfa-sinüklein kümelerinin oluştuğunu öne sürüyorlar. Böyle bir dengesizliğe neden olabilecek birkaç şey önerirler, örneğin:
- fazla proteinin eliminasyonunun yaşa bağlı olarak yavaşlaması
- gen duplikasyonu nedeniyle alfa-sinüklein üretiminin ikiye katlanması
- Parkinson hastalığına karşı savunmasız beyin hücrelerinde daha yüksek kalsiyum seviyeleri
- Parkinson’un duyarlı hücrelerinde kalsiyumun etkili bir şekilde tamponlanamaması
Yazarlar, alfa-sinükleinin hem sağlıkta hem de hastalıkta nasıl davrandığına dair daha ayrıntılı bir kavrayışın Parkinson hastalığı için çok ihtiyaç duyulan yeni ilaçlara yol açması gerektiği sonucuna varıyorlar.
Ayrıca, kalp hastalığında kalsiyum kanalını bloke eden bir ilacın "hücre içi kalsiyum yükünü azaltarak [Parkinson hastalığına] karşı harekete geçmek için değerli bir aday olabileceğini” belirtiyorlar.
"Kalsiyumun alfa-sinükleinin sinaptik veziküller ile etkileşim şeklini etkilediğini ilk kez gördük."
Dr.Janin Lautenschläger
