Parkinson: jak „zły” enzym może chronić mózg
Niedawne badania mogą zmienić nasze rozumienie sposobu, w jaki mitochondria, czyli elektrownie komórek, wpływają na chorobę Parkinsona. Najnowsze wyniki są sprzeczne z aktualnymi teoriami.
Choroba Parkinsona jest jednym z najczęstszych schorzeń neurodegeneracyjnych w Stanach Zjednoczonych i dotyka tam szacunkowo 1 milion osób oraz 10 milionów na całym świecie.
Choroba powoduje stopniowe upośledzenie zdolności motorycznych, objawiające się drżeniem i sztywnością. Choroba Parkinsona może również prowadzić do demencji, depresji i lęku.
Podstawowe zmiany w mózgu dotkniętym chorobą Parkinsona zachodzą w niewielkim obszarze zwanym istota czarną. Te neurony wytwarzające dopaminę obumierają, a region jest infiltrowany przez tak zwane ciałka Lewy'ego, które są nieprawidłowymi agregatami białek.
Pomimo lat badań mechanizmy leżące u podstaw choroby Parkinsona są nieznane. Jednak ostatnie badania sugerują, że może to mieć związek z dysfunkcją mitochondriów.
Parkinsona i mitochondria
We wczesnych latach osiemdziesiątych naukowcy odkryli, że kiedy enzym zwany kompleksem mitochondrialnym 1 (MC1) został zahamowany, neurony w istocie czarnej uległy rozpadowi, powodując objawy podobne do objawów choroby Parkinsona.
Mitochondria są odpowiedzialne za przekształcanie spożywanych przez nas składników odżywczych w ATP, która jest walutą energetyczną komórki. MC1 jest jednym z wielu enzymów zaangażowanych w ten złożony proces.
Pod koniec lat osiemdziesiątych naukowcy odkryli, że poziomy MC1 zostały obniżone w regionach mózgu najbardziej dotkniętych chorobą Parkinsona. Odkrycie to zostało powtórzone i jest obecnie dobrze ugruntowane: wielu wysunęło teorię, że ponieważ poziomy MC1 spadają w istocie czarnej osób z chorobą Parkinsona, może to być odpowiedzialne za śmierć neuronów.
Jednak do tej pory znaczenie zredukowanego MC1 pozostawało tajemnicą. Czy poziomy MC1 są powodem śmierci neuronów, czy jest to mechanizm ochronny wywołany śmiercią neuronów, czy też jest to po prostu objaw umierających neuronów?
W wielu badaniach, które zdecydowały się przyjrzeć poziomom MC1 w istocie czarnej, nie porównano ich z innymi częściami mózgu. Niedawno naukowcy z Uniwersytetu w Bergen (UiB) w Norwegii postanowili zbadać poziomy tego enzymu w innych częściach mózgu dotkniętego chorobą Parkinsona.
MC1 w całym mózgu
Naukowcy - pod kierunkiem Charalamposa Tzoulisa z Wydziału Medycyny Klinicznej UiB - uważali, że jeśli redukcja MC1 jest główną przyczyną załamania neuronów w chorobie Parkinsona, to powinna być redukowana tylko w obszarach dotkniętych chorobą, pozostając na normalnym poziomie w reszta mózgu.
Aby dowiedzieć się, czy tak było, pobrali tkankę mózgową od 18 osób z chorobą Parkinsona i dopasowali je do 11 zdrowych osób z grupy kontrolnej. Ich odkrycia zostały opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie Acta Neuropathologica.
Odkryli, że MC1 jest w rzeczywistości zmniejszone w całym mózgu i nie koreluje ze śmiercią neuronów. Części mózgu, które były stosunkowo nietknięte, takie jak móżdżek, nadal miały znacznie niższy poziom MC1.
„To nowe badanie pokazuje, że niedobór kompleksu 1 jest w rzeczywistości globalnym zjawiskiem w mózgu osób z chorobą Parkinsona i występuje bezkrytycznie zarówno w dotkniętych, jak i zdrowych obszarach mózgu”.
Charalampos Tzoulis
„Co ciekawe”, dodaje, „komórki mózgowe (neurony) o obniżonych poziomach kompleksu 1 znacznie rzadziej zawierają ciałka Lewy'ego, nieprawidłowe agregaty białek, które charakteryzują chorobę Parkinsona”.
Wniosek jest taki, że obniżone poziomy MC1 niekoniecznie są szkodliwe dla mózgu lub biorą udział w śmierci komórek - jeśli już, obniżone poziomy mogą działać ochronnie.
Jak wyjaśnia Tzoulis: „Możliwe, że niedobór kompleksu 1 jest częścią regulacji kompensacyjnej mającej na celu ochronę mózgu w chorobie Parkinsona, na przykład poprzez zmniejszoną produkcję utleniających wolnych rodników”.
Te wstępne ustalenia będą wymagały potwierdzenia, a jeśli tak, może to otworzyć nowe ścieżki badań. Jeśli redukcja MC1 jest w rzeczywistości mechanizmem ochronnym, być może można by ją wykorzystać do zaprojektowania przyszłości leków na chorobę Parkinsona.
