„Prea mult” calciu cerebral poate provoca Parkinson
Înțelegerile unui nou studiu - realizat de Universitatea Cambridge din Regatul Unit - despre rolul calciului în mecanismele de semnalizare ale celulelor creierului ne apropie de înțelegerea cauzelor bolii Parkinson.
Prezența depozitelor de proteine toxice sau a corpurilor Lewy în interiorul celulelor creierului este un semn distinctiv recunoscut al bolii Parkinson.
Depozitele conțin grupuri de alfa-sinucleină și alte proteine care s-au pliat într-o formă greșită.
Noul studiu - publicat acum în jurnal Comunicări despre natură - arată că calciul afectează modul în care alfa-sinucleina se leagă de veziculele sinaptice.
Veziculele sinaptice sunt mici compartimente în terminalele nervoase care dețin neurotransmițătorii sau mesagerii chimici, care poartă semnale între celulele creierului.
„Există un echilibru fin”, notează co-autorul dr. Amberley Stephens, cercetător postdoctoral în neuroștiințe moleculare la Universitatea din Cambridge, „de calciu și alfa-sinucleină în celulă, și atunci când există prea mult cealaltă, echilibrul este înclinat și începe agregarea, ducând la boala Parkinson. ”
Alfa-sinucleină normală vs. anormală
La nivel mondial, există mai mult de 10 milioane de persoane care trăiesc cu boala Parkinson, inclusiv aproximativ 1 milion în Statele Unite. În boala Parkinson, există o distrugere progresivă a celulelor creierului care produc un neurotransmițător numit dopamină, care este important pentru controlul mișcării.
Prin urmare, pe măsură ce boala progresează, va exista o înrăutățire a simptomelor, cum ar fi încetinirea mișcării, rigiditatea, tremurul și coordonarea și echilibrul afectate.
Studii mai recente au arătat că Parkinson afectează și celulele creierului care nu produc dopamină, ceea ce ar putea explica de ce unele dintre simptome nu sunt legate de mișcare.
Deși grupurile anormale de alfa-sinucleină - o mică proteină care conține doar 140 de aminoacizi - este un element major al corpurilor Lewy care sunt prezente în boala Parkinson, forma sa normală pare a fi necesară pentru o serie de funcții ale celulelor creierului.
Cu toate acestea, în afară de a ști că proteina interacționează cumva cu veziculele sinaptice pentru a asigura transportul lin al moleculelor peste sinapsă - sau decalajul dintre terminalul nervos și următoarea celulă - știm puțin despre mecanismul de bază.
Alfa-sinucleina acționează „ca un senzor de calciu”
„Alfa-sinucleina”, notează autorul principal al studiului, Dr. Gabriele Kaminski Schierle, de la Departamentul de Inginerie Chimică și Biotehnologie de la Universitatea din Cambridge, „este o proteină foarte mică, cu o structură foarte mică și trebuie să interacționeze cu alte proteine sau structuri pentru a deveni funcționale, ceea ce a făcut dificilă studierea. ”
Progresele în tehnologia microscopului înseamnă că cercetătorii pot observa acum ce se întâmplă în interiorul celulelor.
Dr. Kaminski Schierle și colegii săi au folosit „microscopie cu rezoluție superioară” și „vezicule sinaptice izolate” pentru a examina comportamentul detaliat al alfa-sinucleinei.
Ei au descoperit că, atunci când nivelul de calciu crește în celulă, alfa-sinucleina se leagă de vezicule în mai mult de un punct, ceea ce face ca veziculele să se grupeze.
„Credem”, explică co-autorul dr. Janin Lautenschläger, tot de la Departamentul de Inginerie Chimică și Biotehnologie, „că alfa-sinucleina este aproape ca un senzor de calciu.”
„În prezența calciului”, continuă ea, „își schimbă structura și modul în care interacționează cu mediul său, care este probabil foarte important pentru funcția sa normală”.
Un echilibru delicat
Autorii propun că grupurile anormale de alfa-sinucleină se formează atunci când echilibrul delicat dintre proteină și calciu este supărat. Acestea sugerează o serie de lucruri care ar putea provoca un astfel de dezechilibru, cum ar fi:
- încetinirea legată de vârstă a eliminării excesului de proteine
- dublarea producției de alfa-sinucleină din cauza duplicării genelor
- niveluri mai ridicate de calciu în celulele creierului vulnerabile la Parkinson
- incapacitatea de a tampona calciul în mod eficient în celulele sensibile la Parkinson
O înțelegere mai detaliată a modului în care se comportă alfa-sinucleina atât în sănătate, cât și în boală ar trebui să ducă la medicamente noi atât de necesare pentru boala Parkinson, concluzionează autorii.
Ei observă, de asemenea, că un medicament care blochează canalul de calciu în bolile de inimă s-ar putea "dovedi a fi un candidat valoros pentru a acționa împotriva [bolii Parkinson] prin scăderea încărcăturii intracelulare de calciu".
„Este prima dată când vedem că calciul influențează modul în care alfa-sinucleina interacționează cu veziculele sinaptice”.
Dr. Janin Lautenschläger
