Sinapslar siqnalların ötürüldüyü neyronlar arasında kiçik boşluqlardır. Siqnalların bu ötürülməsi neyronlara ünsiyyət qurmağa və nəticədə düşüncələr və hisslər, habelə hərəkətlər və davranışlar kimi mürəkkəb daxili proseslər yaratmağa imkan verir.

Sinapsların itirilməsi və ya pisləşməsi adətən beyin funksiyasının azalması və Alzheimer xəstəliyi, Parkinson xəstəliyi və digər neyrodegenerativ xəstəliklər diaqnozu qoyulmuş xəstələrdə müşahidə olunan koqnitiv pozğunluqlarla müşayiət olunur. Sinapsların sabitliyini və funksiyasını təmin edən sinir proseslərini daha yaxşı başa düşmək bu pozğunluqlar üçün daha təsirli terapevtik müdaxilələrin inkişafını xəbərdar edə bilər.

Virciniya Universitetinin Tibb Fakültəsinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda astrositlərin, bir çox tanınmış neyroprotektiv funksiyaları olan qlial hüceyrələr sinfinin və bəzi neyronların ətrafında örtük əmələ gətirən perineronal şəbəkələrin (PNNs) sinaptik tənzimləmədə birgə rolunu araşdıran bir araşdırma apardılar. zamanla fəaliyyət. Nature Neuroscience jurnalında dərc olunmuş onların tapıntıları göstərir ki, astrositlər və PPN-lər siçan beynində sinaptik homeostazı qorumaq üçün əməkdaşlıq edirlər .

“Mənim laboratoriyam son 30 il ərzində astrositlər adlanan beyin dəstəkləyici hüceyrələri öyrənir” dedi. “Astrositlər beyində bir çox funksiyaya xidmət edir, lakin ən vacib funksiyalardan biri neyrotransmitter glutamatın çıxarılmasıdır.”

Qlutamat beyindəki sinir hüceyrələrinin bir-biri ilə əlaqə saxlamaq üçün istifadə etdiyi əsas nörotransmitterdir. Keçmiş nevrologiya tədqiqatları göstərdi ki, astrositlər sinapsları əhatə edir və glutamatın yaxınlıqdakı sinapslara sıçramadan hər sinapsda qalmasını təmin edir.

“125 ildən çox əvvəl Camillo Golgi bəzi neyronların səthini əhatə edən hüceyrədənkənar molekulların şəbəkəyə bənzər strukturunu kəşf etdi” dedi Sontheimer. “O, bu strukturları perineuronal şəbəkələr (PNN) adlandırdı, baxmayaraq ki, o və bir çox elm adamları o vaxtdan bəri bu strukturların nə etdiyini anlaya bilməmişlər. 1970-ci illərdə onların beyin inkişafında mühüm rol oynadığı aşkar edilmişdir. Hiss sisteminin hüceyrələri əmələ gəldikdən sonra yerində qalırlar”.

Əvvəlki tədqiqatlar PNN-lərin zamanla sinapsların sabitləşdirilməsində əsas rol oynadığı qənaətinə gəldi, lakin onların astrosit fəaliyyəti ilə mümkün əlaqəsini araşdıra bilmədilər . Astrositlərə olan maraqlarını və onların sinapsların tənzimlənməsindəki rolunu nəzərə alaraq, Sontheimer və onun həmkarları astrositlərin PNN-lərlə əlaqəli olub-olmadığını və xüsusən də bu strukturlar tərəfindən sabitləşib-sabitləşdirilmədiyini araşdırmaq üçün yola çıxdılar.

“PNN-lər daim sağlam beyində çevrilir” dedi Sontheimer. “Başqa sözlə desək, neyronlar onları sintez edir və neyronların istehsal etdiyi fermentlər və dəstək hüceyrələri onları parçalayır. PNN-lər də Xondroitinaz ABC adlı bakteriya fermenti tərəfindən parçalanır . İlk təcrübələrimizdə bu fermenti götürüb siçanların beyinlərinə yeritdik və 40 dəqiqə ərzində PNN-lər yoxa çıxdı.”

Xondroitinaz ABC fermentindən istifadə edərək PNN-ləri deqradasiya edərək, tədqiqatçılar bu strukturların zədələnməsinin sinapslara və astrositlərə necə təsir etdiyini müşahidə edə bildilər. PNN-lərin.

“Bu təcrübələr PNN-lər çıxarıldıqdan sonra belə sinapslara funksional olaraq nə baş verdiyini öyrənməyə də imkan verdi” dedi Sontheimer. “Bizi təəccübləndirən odur ki, glutamatın indi onlardan töküldüyünü və reseptorları aktivləşdirdiyini və bununla da qonşu sinir hüceyrələri arasında siqnal ötürülməsini pozduğunu gördük.”

Sontheimer və onun həmkarları müşahidə etdilər ki, PNN-lər deqradasiyaya uğradıqdan sonra yetkin siçanlarda epileptik tutmalar başladı. Bu, şəbəkəyə bənzər strukturların sinapslardan glutamatın yayılmasının qarşısını alan qablar rolunu oynadığını göstərir və beləliklə, astrositlərin qonşu sinir hüceyrələrini aktivləşdirmədən əvvəl neyrotransmitteri atmasını təmin edir.

Sontheimer, “Bizim tapıntılar sinapsların funksiyasına toxuma iltihabı və xəstəliklərlə birlikdə buraxılan fermentlərin təsir göstərə biləcəyini göstərir” dedi. “Biz göstəririk ki, Alzheimer xəstəliyinin siçan modelində və epilepsiyada sərbəst buraxılan fermentlər PNN-ləri parçalayır və neyron siqnalını dəyişdirir, hətta tutmalara səbəb olur.”

Bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən toplanan nəticələr PNN və astrositlərin sinaptik homeostazaya unikal töhfələri haqqında yeni dəyərli fikirlər təklif edir. Aşkar etdikləri sinir prosesləri üzərində fokuslanan gələcək tədqiqatlara ilham verməklə yanaşı, onlar Alzheimer və ya epilepsiya diaqnozu qoyulmuş xəstələrdə PNN-lərin parçalanmasının qarşısını alan ferment inhibitorları kimi yeni terapevtik müdaxilələrin inkişafına yol aça bilər.

“Biz indi PNN-lərin itirilməsinin hüceyrə səviyyəsində necə baş verdiyini, həmçinin bunun qarşısını almaq üçün necə və nə vaxt ən yaxşı olduğunu anlamağa çalışırıq” dedi Sontheimer.

Daha çox məlumat: Bhanu P. Tewari et al, Astrositlər siçanlarda sinaptik homeostazı qorumaq üçün perineuronal şəbəkələrə ehtiyac duyur, Nature Neuroscience (2024). DOI: 10.1038/s41593-024-01714-3

Jurnal məlumatı: Nature Neuroscience