Ниските нива на глюкозата в мозъка могат да предизвикат Алцхаймер

Мозъкът ни работи със захар и нови изследвания свързват липсата на глюкоза с когнитивно увреждане, характерно за болестта на Алцхаймер и деменцията. Освен това изследователите може да са идентифицирали нова лекарствена цел за лечение на невродегенеративните заболявания.

Повече от 5 милиона души в САЩ живеят с болестта на Алцхаймер. Преди да развият заболяването, много от тези пациенти започват да изпитват лека форма на когнитивно увреждане.

Това може да включва проблеми с разсъжденията, преценките или паметта, които са по-големи от нормалното, но не пречат на ежедневното функциониране.

Както показват скорошните проучвания, дори преди първите признаци на когнитивно увреждане, нивата на глюкозата в мозъка започват да намаляват.

Глюкозата е от решаващо значение за доброто когнитивно функциониране. Нашите мозъци разчитат в голяма степен на този източник на енергия, като използват половината от цялата захар в тялото ни, за да подхранват мисленето, паметта и ученето.

Ново изследване – ръководено от д-р Доменико Пратичо, професор в Центъра за транслационна медицина в Медицинското училище "Люис Катз" в Темпъл Университета във Филаделфия, РА – изследва по-задълбочено въздействието, което лишенето от глюкоза оказва върху мозъка.

Констатациите са публикувани в списанието.

Изследване на влиянието на липидната глюкоза върху мозъка

Д-р Практио показа в предишно проучване, че за да компенсира лишаването от глюкоза, мозъкът изгражда протеина, наречен фосфорилиран тау.

След това тау протеинът създава така наречените възли – "гарлоуни" от усукани влакна от тау, които блокират транспортирането на хранителни вещества до невроните. В крайна сметка тези заплитания карат мозъчните клетки да умрат. По-голям брой тау възли обикновено се свързва с повишена тежест на болестта на Алцхаймер и деменция.

Предишното проучване на д-р Практич изследва този механизъм in vitro и показва, че натрупването на тау се осъществява с помощта на P38 киназния път.

В това ново изследване, екипът е изследвал механизма на тау фосфорилирането като отговор на гликоза лишаване in vivo, използвайки модел на мишка.

Д-р Практико и колегите му са използвали мишки, които са били генетично модифицирани по начин, който възпроизвежда проблеми с паметта и патология на Тау, характерни за болестта на Алцхаймер.

Когато мишките са на възраст 4 или 5 месеца, на някои от тях е приложена 2-деоксиглюкоза (DG) – химично съединение, което предотвратява влизането на глюкозата в клетката и се преработва в енергия.

Мишките бяха инжектирани със субстанцията в продължение на няколко месеца, а в края те бяха тествани за когнитивна функция, използвайки лабиринтни тестове за оценка на паметта и ученето.

P38 киназата, пряко свързана с увреждане на паметта

Мишките, лишени от глюкоза, са извършили много по-зле в тестовете за познание, отколкото тези, които не са получили ГД.

Освен това, микроскопската оценка на мозъците на мишките разкри, че невроните в мишките, лишени от глюкоза, имат необичайно синаптично функциониране. Кодирането и съхранението на паметта бяха нарушени, защото вътрешните синапси не можаха да комуникират правилно един с друг.

Освен това изследователите са открили също високи нива на фосфорилиран тау и висок брой мъртви клетки в мозъка на мишки, третирани с DG.

Следвайки предишните изследвания на д-р Практико, екипът изследва активирането на P38 и открива, че тя е пряко свързана с дефицита на паметта.

"Констатациите са много вълнуващи", казва д-р Практино. "Сега има много доказателства, които предполагат, че P38 участва в развитието на болестта на Алцхаймер."

Според него констатациите подкрепят факта, че дори малките епизоди на хронично лишаване от глюкоза могат да увредят мозъка. "Има голяма вероятност тези видове епизоди да са свързани с диабет, което е състояние, при което глюкозата не може да влезе в клетката. Инсулиновата резистентност при диабет тип 2 е известен рисков фактор за деменция", обяснява д-р Практич.

Авторите заключават, че за първи път изследването предлага "in vivo експериментални доказателства", че глюкозното лишаване от мозъка – чрез активиране на P38 киназния път – предизвиква памет и когнитивно увреждане, синаптично несъответствие между неврони и невронни смърт.

Те също така коментират възможностите за лечение, тъй като това е първият път, когато P38 е идентифициран като потенциална нова лекарствена цел за болестта на Алцхаймер:

"Лекарствата, насочени към тази киназа в мозъка, могат да представляват подходящ терапевтичен подход за лечение както на болестта на Алцхаймер, така и на свързаните таупатии, при които увреденото използване на глюкоза е установен рисков фактор."

"Това е вълнуващ път на изследване", добавя д-р Практико. "Лекарството, насочено към този протеин, може да донесе големи ползи за пациентите."

Научете как учените могат да спрат и да обърнат мозъчното увреждане на мозъка, свързано с болестта на Алцхаймер.