Alzheimer's: Naukowcy znajdują przyczynę wieczornego niepokoju
Nowe badanie ujawniło obwód zegara biologicznego, który może wyjaśniać, dlaczego osoby z chorobą Alzheimera lub innymi formami demencji mogą stać się bardziej pobudzone lub agresywne wczesnym wieczorem.
Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia zaowocują nowymi metodami leczenia, które pomogą uspokoić agresywność i pobudzenie, których często doświadczają osoby z chorobą Alzheimera i innymi chorobami neurodegeneracyjnymi w ramach stanu zwanego „zachodem słońca”.
W badaniu myszy, które opisują w dzienniku Nature Neuroscience, po raz pierwszy wyjaśniają, w jaki sposób zegar biologiczny łączy się z komórkami mózgowymi lub neuronami, które kontrolują agresję.
„Zbadaliśmy obwody mózgowe zegara biologicznego” - zauważa starszy autor badania, prof. Clifford B.Saper, kierownik Wydziału Neurologii w Beth Israel Deaconess Medical Center w Bostonie, Massachusetts, „i znalazł połączenie z populacją neuronów, o których wiadomo, że wywołują gwałtowne ataki, gdy są stymulowane u samców myszy”.
Co to jest zachód słońca?
Zachody słońca to stan, który zwykle obserwuje się u osób z chorobą Alzheimera, kiedy zachowanie staje się niespokojne, pobudzone i agresywne, czemu towarzyszy dezorientacja.
Jej nazwa pochodzi od tego, że zwykle zaczyna się lub pogarsza późnym popołudniem lub wczesnym wieczorem - gdy słońce zachodzi, a światło dzienne zaczyna blaknąć. Niestety często jest to czas, kiedy opiekunowie są zmęczeni i potrzebują przerwy.
Nie wiemy jeszcze dokładnie, co powoduje zachodzące słońce. Sugerowane możliwości to depresja, nadmierne zmęczenie, ból, a nawet nuda, głód i pragnienie.
Naukowcy stojący za nowym badaniem zdecydowali się zbadać inną możliwość: że zmiany w mózgu wywołane chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Alzheimera, zakłócają zegar biologiczny.
Byli szczególnie zainteresowani ustaleniem, czy zegar „bezpośrednio reguluje agresywne zachowanie”.
Zegary biologiczne i rytm dobowy
Zegary biologiczne to specyficzne grupy białek, które komunikują się z komórkami prawie każdego organu i większości tkanek ciała.
Reagują na zmiany światła i ciemności w środowisku i wywołują rytmy okołodobowe - czyli fizyczne, behawioralne i psychiczne zmiany, które „następują zgodnie z codziennym cyklem”.
Większość organizmów żywych, od drobnoustrojów po rośliny i zwierzęta, ma rytmy okołodobowe. Na przykład czuwanie w ciągu dnia i sen w nocy to rytm dobowy, który wynika z biologicznych zegarów reagujących na zmiany poziomu światła w środowisku organizmu.
Naukowcy odkryli, że geny, które tworzą i kontrolują różne elementy zegarów biologicznych, są w dużej mierze podobne u ludzi, myszy, muszek owocowych, grzybów i wielu innych organizmów.
Chociaż zegary biologiczne znajdują się prawie wszędzie w ciele, wszystkie są synchronizowane przez „zegar główny” w mózgu.
U ludzi, myszy i innych kręgowców zegar główny znajduje się w jądrze nadskrzyżowaniowym, które jest skupiskiem neuronów w podwzgórzu mózgu. Gromada zawiera około 20 000 komórek i odbiera sygnały bezpośrednio z oczu.
Dobowy wzorzec agresji
W swoich badaniach prof. Saper i jego współpracownicy zmierzyli częstotliwość i intensywność interakcji między samcami myszy, ponieważ „myszy rezydentne” broniły swojego terytorium przed „myszami intruzami”, które były wprowadzane do ich klatek o różnych porach dnia.
Po raz pierwszy w opublikowanym badaniu poinformowali, że ataki na myszy intruza wykazywały dobowy wzorzec agresji - to znaczy ich intensywność i częstotliwość zależały od pory dnia.
„Myszy” - wyjaśnia prof. Saper - „były bardziej agresywne wczesnym wieczorem przy zgaszonym świetle, a najmniej agresywne wczesnym rankiem, przy włączonych światłach”.
„Wygląda na to, że agresywność” - kontynuuje - „narasta u myszy w okresie włączonego światła i osiąga szczyt pod koniec okresu światła”.
W innym zestawie eksperymentów naukowcy manipulowali głównym zegarem biologicznym myszy, modyfikując geny w neuronach, które go regulują.
Odkryli, że kiedy powstrzymali neurony zegara głównego przed wytwarzaniem określonego przekaźnika chemicznego lub neuroprzekaźnika, myszy utraciły swój dobowy wzorzec agresji. Agresywność przez cały czas utrzymywała się na wysokim poziomie, nie wykazując wzlotów i upadków.
Następnie naukowcy wykorzystali narzędzie zwane optogenetyką, aby zmapować zaangażowane obwody mózgowe. Narzędzie wykorzystuje światło laserowe do stymulacji i dezaktywacji docelowych komórek mózgowych.
Zegar biologiczny powiązany z neuronami agresji
Naukowcy odkryli dwa równoległe obwody, które łączą zegar biologiczny z podregionem mózgu zwanym „brzuszno-boczną częścią podwzgórza brzuszno-przyśrodkowego”, o którym wiadomo, że reguluje agresję. Stymulacja neuronów powoduje, że myszy stają się gwałtowne i agresywne.
Dochodzą do wniosku, że ich wyniki ujawniają „funkcjonalny” obwód, za pośrednictwem którego „nadskrzyżowaniowy zegar jądra [nadrzędny] zegar reguluje agresję”.
Wzorce, które zaobserwowali u myszy, mówi prof. Saper, „naśladują wzorce zwiększonej agresji obserwowane u pacjentów podczas zachodu słońca”.
To sugeruje, że obwód jest w jakiś sposób uszkodzony w chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, zauważa.
Dalsze badania nad tym, jak ten obwód zegara biologicznego zmienia się u osób z chorobą Alzheimera, mogą być bardzo przydatne w poprawianiu jakości życia pacjentów i opiekunów.
„Zachody słońca są często powodem, dla którego pacjenci muszą być umieszczani w placówkach opiekuńczych, a jeśli klinicyści mogą kontrolować ten obwód, aby zminimalizować agresywność pod koniec dnia, pacjenci mogą dłużej mieszkać w domu”.
Prof. Clifford B. Saper
