Альцгеймера: Вчені знаходять причину вечірнього збудження
Нове дослідження розкрило біологічну схему годинника, яка може пояснити, чому люди з хворобою Альцгеймера або іншими формами деменції можуть стати більш збудженими або агресивними рано ввечері.
Дослідники сподіваються, що їх висновки призведуть до нових методів лікування, які допоможуть заспокоїти агресивність та збудження, які люди з хворобою Альцгеймера та іншими нейродегенеративними захворюваннями зазвичай відчувають як частину захворювання, відомого як "захід сонця".
У дослідженні мишей, про яке вони повідомляють у журналі Нейрологія природи, вони вперше пояснюють, як біологічний годинник зв’язується з клітинами мозку або нейронами, які контролюють агресію.
"Ми досліджували схему мозку біологічних годинників", - зазначає старший автор дослідження професор Кліффорд Б.Сапер, завідувач відділення неврології Медичного центру дияконессів Бет Ізраїль у Бостоні, штат Массачусетс, "і виявив зв'язок з популяцією нейронів, які, як відомо, викликають сильні напади при стимуляції у мишей-самців".
Що таке захід сонця?
Захід сонця - це стан, який зазвичай спостерігається у людей із хворобою Альцгеймера, коли поведінка стає неспокійною, збудженою та агресивною, що супроводжується розгубленістю.
Його назва походить від того, що зазвичай воно починається або погіршується пізно вдень або рано ввечері - коли сонце заходить, а денне світло починає згасати. На жаль, це часто час, коли особи, які виховують, втомилися і потребують перерви.
Ми поки не знаємо, що саме спричиняє захід сонця. Запропоновані можливості включають депресію, надмірну втому, біль або навіть нудьгу, голод та спрагу.
Дослідники нового дослідження вирішили дослідити ще одну можливість: зміни мозку, спричинені нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера, впливають на біологічний годинник.
Їм було особливо цікаво з’ясувати, чи годинник “безпосередньо регулює агресивну поведінку”.
Біологічні годинники та добовий ритм
Біологічні годинники - це специфічні групи білків, які взаємодіють із клітинами майже в кожному органі та більшості тканин тіла.
Вони реагують на зміни світла та темряви в навколишньому середовищі та породжують циркадні ритми - це фізичні, поведінкові та психічні зміни, які «йдуть за добовим циклом».
Більшість живих істот, від мікробів до рослин і тварин, мають циркадні ритми. Наприклад, не спати вдень, а спати вночі - це циркадний ритм, який виникає внаслідок біологічних годинників, що реагують на зміну рівня освітленості в середовищі організму.
Вчені виявили, що гени, що виробляють і контролюють різні компоненти біологічних годинників, значною мірою схожі у людей, мишей, плодових мух, грибів та багатьох інших організмів.
Хоча біологічні годинники знаходяться майже скрізь у тілі, всі вони синхронізуються головним годинником у мозку.
У людей, мишей та інших хребетних головний годинник знаходиться в надхіліатичному ядрі, яке є скупченням нейронів всередині області гіпоталамусу мозку. Кластер містить близько 20 000 клітин і приймає сигнали безпосередньо від очей.
Добова модель агресії
Для свого дослідження професор Сапер та його колеги вимірювали частоту та інтенсивність взаємодії між мишами-самцями, коли «миші-резиденти» захищали свою територію від «мишей-зловмисників», які потрапляли в їх клітки в різний час доби.
Вони вперше повідомили в опублікованому дослідженні, що напади на мишей-вторгнення виявили циркадний характер агресії - тобто їх інтенсивність та частота залежали від часу доби.
"Миші, - пояснює проф. Сапер, - частіше були агресивними рано ввечері навколо вимкнених ліхтарів і найменш агресивними рано вранці, навколо ввімкнених ліхтарів".
"Це схоже на агресивність, - продовжує він, - накопичується на мишах під час увімкненого світла і досягає піку приблизно в кінці світлового періоду".
В іншому наборі експериментів дослідники маніпулювали головним біологічним годинником мишей, налаштовуючи гени в нейронах, які його регулюють.
Вони виявили, що коли вони зупинили нейрони головного годинника в змозі створити певний хімічний месенджер або нейромедіатор, миші втратили циркадну модель агресії. Агресивність весь час залишалася високою, не демонструючи максимумів і падінь.
Потім дослідники використовували інструмент під назвою оптогенетика для картографування задіяних ланцюгів мозку. Інструмент використовує лазерне світло для стимулювання та дезактивації цільових клітин мозку.
Біологічний годинник, прив’язаний до нейронів агресії
Дослідники виявили два паралельних ланцюга, які пов'язують біологічний годинник з підрегіоном мозку, який називається "вентролатеральна частина вентромедіального гіпоталамуса", який, як відомо, регулює агресію. Стимулюючи нейрони тут миші стають жорстокими та агресивними.
Вони прийшли до висновку, що їх результати виявляють "функціональний" ланцюг, за допомогою якого "годинник супрахіазматичного ядра регулює агресію".
Структури, які вони спостерігали у мишей, говорить професор Сапер, "імітують моделі підвищеної агресивності, що спостерігаються у пацієнтів під час заходу сонця".
Це може припустити, що ланцюг певним чином пошкоджена при нейродегенеративних захворюваннях, таких як хвороба Альцгеймера, зазначає він.
Подальші дослідження того, як цей біологічний годинниковий контур змінюється у людей із хворобою Альцгеймера, можуть бути дуже корисними для покращення якості життя пацієнтів та доглядачів.
"Захід сонця часто є причиною того, що пацієнтам доводиться інституціоналізувати, і якщо клініцисти зможуть контролювати цю схему, щоб мінімізувати агресивність наприкінці дня, пацієнти можуть довше жити вдома".
Професор Кліффорд Б. Сапер
