Согласно новому исследованию Университета Алабамы в Бирмингеме, размер, форма и количество дендритных шипов в головном мозге могут играть важную роль в том, заболеет ли кто-то болезнью Альцгеймера. Дендритные шипы – это субъединицы нейронов, которые действуют как соединители с другими нейронами.
В выводах, опубликованных в октябре. 24 в Annals of Neurology, исследовательская группа впервые показала, что наличие здоровых дендритных шипов обеспечивает защитный эффект от болезни Альцгеймера у людей, в мозгу которых есть белки, связанные с этой болезнью.
"Одним из предшественников болезни Альцгеймера является развитие в головном мозге белков, называемых амилоидом и тау, которые мы называем патологией болезни Альцгеймера," сказал Джереми Херсковиц, доктор философии.D., доцент кафедры неврологии медицинского факультета и ведущий автор исследования. "Однако около 30 процентов стареющего населения имеют накопление амилоида и тау-белка, но никогда не заболевают деменцией. Наше исследование показало, что у этих людей были более крупные и многочисленные дендритные шипы, чем у людей с деменцией, что указывает на то, что здоровье позвоночника играет важную роль в начале заболевания."
Нейроны постоянно посылают длинные тонкие дендритные шипы в поисках других нейронов. Когда они соединяются, происходит синапс или обмен информацией между нейронами. Это основа памяти и обучения.
"Одним из очевидных виновников болезни Альцгеймера является потеря дендритных шипов и, следовательно, потеря синапсов," – сказал Херсковиц, которая зовется Пэтси В. и Чарльз А. Коллат, ученый в области неврологии. "Это ухудшило бы способность думать, поэтому предполагалось, что у людей без деменции здоровые позвоночники, а у людей с деменцией – нет. Но никто не вошел, чтобы проверить, правда ли это."
Команда Херсковица изучила образцы мозга пациентов в клиниках памяти в Университете Эмори. В контрольной группе не было патологии Альцгеймера в виде амилоидных бляшек и тау-клубочков и никогда не развивалась деменция. Вторая группа имела патологию Альцгеймера и прогрессировала до болезни. Третья группа имела патологию, но без болезни.
Исследователи сделали тысячи микроскопических изображений мозга испытуемых. Затем эти изображения были преобразованы в трехмерные изображения с помощью нового эксклюзивного программного обеспечения. Это позволило команде более полно взглянуть на форму и размеры каждого изображения.
"Сначала мы отметили, что в контрольной группе было больше дендритных шипов, чем в группе с болезнью Альцгеймера, что прекрасно согласуется с существующими историческими данными," Херсковиц сказал. "Но мы также видели, что группа с патологией Альцгеймера, но без болезни также имела больше шипов, чем группа Альцгеймера. Фактически, у них была примерно такая же плотность позвоночника, как и в контрольной группе. Что еще более захватывающе, так это то, что в группе «патология, но не болезнь» были очень длинные шипы, более длинные, чем в контрольной группе и группе с заболеванием."
Херсковиц говорит, что более длинные шипы демонстрировали большую пластичность или способность двигаться. Это указывает на то, что они могут перемещаться вокруг амилоидных бляшек или тау-клубков или сквозь них, пытаясь соединиться с другими нейронами.
"Это объясняет, почему некоторые люди когнитивно устойчивы к болезни Альцгеймера, даже если они обладают типичной патологией Альцгеймера," он сказал.
Херсковиц говорит, что высокая пластичность и плотность дендритных шипов в этой популяции могут быть генетическими. Другая теория предполагает, что это может быть результатом здорового образа жизни, такого как правильное питание и физические упражнения, которые, как известно, защищают от деменции. Возможно, причина, по которой такое поведение является защитным, заключается в том, что оно помогает поддерживать здоровье, пластичность и плотность позвоночника.
Результаты также предлагают новую цель для замедления или предотвращения болезни Альцгеймера в первую очередь, говорит Херсковиц.
"Это обеспечивает мишень для лекарств, которые были бы разработаны для поддержки и поддержания здоровья дендритного позвоночника в попытке восстановить нейроны или предотвратить их потерю," он сказал. "Эти данные предполагают, что восстановление нейронов возможно. И поскольку мы можем лучше определять повышение уровня амилоида и тау-белка на ранней стадии прогрессирования заболевания, даже до появления симптомов, мы можем однажды предложить лекарство, которое может способствовать поддержанию здоровья дендритных позвоночников у людей с болезнью Альцгеймера. патология."
Херсковиц считает, что инновационная система трехмерной визуализации, использованная в исследовании, связана с новаторской работой, проделанной отличником науки и техники UAB Бенджамином Боросом.