Za dużo połączeń w mózgu autystyka

Uszkodzony gen może odpowiadać za tworzenie się zbyt wielu połączeń w mózgu, co utrudnia komunikację między neuronami. Zjawisko to daje się powiązać z autyzmem.

Rys. Krzysztof "Rosa" Rosiecki
Rys. Krzysztof "Rosa" Rosiecki

Poszukiwanie przyczyn autyzmu jest niewątpliwie jednym z większych wyzwań współczesnej nauki. Po latach badań wiadomo, że jest to problem bardziej złożony niż się początkowo wydawało. Choć nie udało się dotąd wskazać jednego, kluczowego czynnika odpowiedzialnego za tę chorobę, to jednak nasza wiedza o jej mechanizmach rozwoju cały czas się powiększa. Najnowsze badania dowodzą, że przyczyny mogą tkwić w wadliwie działających genach.

Konkretnie, na celowniku uczonych znalazło się sześć genów odpowiadających za przyczepianie białka zwanego ubikwityną do innych białek. Oznaczone ubikwityną białka komórkowe ulegają degradacji. Chodzi o białka błędnie zsyntetyzowane, nieprawidłowo rozmieszczone w komórce lub starzejące się.

W przypadku ludzi z autyzmem zauważono, że część z nich nosi w swoim DNA mutację uniemożliwiającą właściwe funkcjonowanie genów związanych z działaniem ubikwityny. Ale jak dokładnie zmiany te wpływają na działanie mózgu – nie było wiadomo.

Aby uzyskać choć częściową odpowiedź na to pytanie naukowcy z zespołu prof. Azada Bonniego z Washington University School of Medicine przeprowadzili ciekawy eksperyment.

Czy nadmiar synaps jest przyczyną autyzmu?

Zespół prof. Azada Bonniego, chcąc zasymulować uszkodzenie genu, po prostu usunął jeden z nich – zwany RNF8 – z neuronów znajdujących się móżdżku młodych myszy. Móżdżek odpowiada m.in. za zdolność koordynacji ruchów ciała i zachowanie równowagi. Jest też jednym z kluczowych obszarów mózgu związanych z autyzmem, ponieważ niektóre osoby cierpiące z powodu tej choroby mają problemy z koordynacją ruchową.

Okazało się, że neurony, w których nie ma genu RNF8 tworzą aż 50 procent więcej synaps – połączeń między komórkami nerwowymi. I te dodatkowe synapsy działają, przesyłając impulsy elektryczne. W efekcie, siła przesyłanego sygnału jest mniej więcej dwa razy większa niż normalnie.

Adobe Stock

Nie ma jednej przyczyny wystąpienia autyzmu

Na pierwszy rzut oka myszy bez genu, nie miały większych problemów z poruszaniem się, biegały normalnie, a łapki im się nie plątały. Jednak kiedy badacze postanowili nauczyć je nowych reakcji ruchowych na zagrożenie, miały z tym wielki problem.

Naukowcy uczyli myszy kojarzyć dmuchnięcie powietrza w oko z błyskiem światła. Większość gryzoni nauczyła się zamykać oko, w momencie, kiedy światło się pojawiało, by uniknąć późniejszego podrażnienia. Problem z tym miały jedynie zwierzęta bez genu RNF8, które zamykały oko jedynie w przypadku jednej trzeciej testów.

Chaos komunikacyjny w głowie utrudnia naukę

Ale móżdżek odpowiada nie tylko za koordynacje ruchową, lecz także za wyższe funkcje poznawcze, takie jak mowa czy uwaga. Tymczasem autystycy często mają opóźnienia w rozwoju mowy lub też obsesyjnie skupiają swoją uwagę na niektórych przedmiotach.

Naukowcy podkreślają, że istnieje oczywiście wielka różnica pomiędzy myszą, która nie potrafi nauczyć się zamykać oczu, a osobami z autyzmem mającymi problem z komunikacją. Niemniej jednak, zwracają uwagę na to, że zbyt duża liczba połączeń w mózgu może mieć wiele konsekwencji także dla ludzkich zachowań.

- Można by sądzić, że posiadanie większej liczby synaps usprawni pracę mózgu, ale tak się nie dzieje w tym przypadku. Zwiększona liczba synaps powoduje chaos komunikacyjny w rozwijającym się mózgu, co koreluje z problemami z nauką, ale jeszcze nie wiemy jak – mówi prof. Azad Bonni.

Adobe Stock

Czy jesteśmy świadkami eksplozji autyzmu?

Częściej niż kilka dekad temu stawia się dziś diagnozę: „zaburzenia ze spektrum autyzmu”. Dlaczego? Odpowiedź na to pytanie jest bardziej skomplikowana, niż się powszechnie sądzi.

Wyniki opisanych powyżej eksperymentów zespół prof. Bonniego opublikował w „Nature Communication”.

Inne badania tego samego zespołu dowodzą, że także inne geny związane z ubikwityną, powodują tworzenie się zbyt dużej liczby synaps w móżdżku. Naukowcy przyznają jednak, że potrzebują więcej czasu, by dokładnie zrozumieć konsekwencje tych procesów.

Anna Piotrowska (www.zdrowie.pap.pl)

ZOBACZ WIĘCEJ

  • Adobe Stock

    Żałoba jest jak sztorm

    Żałoba to smutek, tęsknota, złość, poczucie winy, a czasem ulga. To emocje o różnym nasileniu i zabarwieniu. Na początku potrafią być jak sztorm – mogą zatopić, potem najczęściej słabną, choć u każdego w innym tempie. Czym jeszcze jest żałoba i jak wspierać osoby po stracie – wyjaśnia Milena Dzienisiewicz, psycholożka z Kliniki Uniwersytetu SWPS.

  • AdobeStock

    Gdy strach przejmuje kontrolę

    Strach może pojawić się, zanim zdążymy zrozumieć, co właściwie nam zagraża. Serce zaczyna bić szybciej, mięśnie się napinają, a uwaga koncentruje się na potencjalnym niebezpieczeństwie. Mózg uruchamia jeden z najstarszych mechanizmów przetrwania, który pomaga nam reagować, zanim świadomie ocenimy sytuację. Co dokładnie dzieje się wtedy w układzie nerwowym? Dlaczego czasem boimy się czegoś, co obiektywnie nam nie zagraża, i dlaczego rozum nie zawsze potrafi uspokoić przestraszone ciało?

  • PAP/Piotr Nowak

    Jak umiera nasze ciało?

    Oddech spowalnia. Krew zaczyna pomału odpływać, a ciało blednie. Rysy twarzy wyostrzają się. Słuch wyłącza się jako ostatni. Proces umierania zwany agonią może trwać nawet 48 godzin. Chcielibyśmy żyć jak najdłużej i odejść w spokoju. Jednak tylko niewielu z nas zgaśnie z powodu starości, jak angielska królowa Elżbieta II, która zmarła w wieku 96 lat.

  • AdobeStock

    FOBS – lęk przed samotnością, który wpływa na życiowe decyzje

    Są osoby, u których lęk przed byciem samotnym zwiększa skłonność do angażowania się w skrajne zachowania prowadzące do znalezienia partnera lub do trwania w niesatysfakcjonującym, czy nawet toksycznym związku – mówi Karolina Bonarska z Instytutu Psychologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

NAJNOWSZE

  • AdobeStock

    Płeć warunkuje, jak chorujemy

    Nie tylko ryzyko rozwoju niektórych schorzeń jest ściśle powiązane z płcią pacjenta, ale także ich przebieg. Współczesna nauka coraz głośniej mówi o tym, że różnice hormonalne, komórkowe, a nawet enzymatyczne diametralnie zmieniają to, jak chorujemy i jak reagujemy na leczenie.

  • Badanie przesiewowe w kierunku cukrzycy typu 1– hamulec dla choroby i ciężkich powikłań

  • Miód na rany

  • Marihuana może uszkadzać serce

  • Żałoba jest jak sztorm

  • Adobe Stock

    Noszenie noworodków i niemowląt – chusty, nosidła

    Niemowlę domaga się bliskości, a „bicie serca” rodzica wspomaga jego prawidłowy rozwój i uspokaja. Noszenie w chustach to powrót do korzeni – kontakt „brzuch do brzucha”. Nosidła uławiają np. spacery ze starszym dzieckiem w trudniejszym terenie. W jaki sposób i w czym nosić dziecko, by było bezpiecznie? Istnieją pewne zasady.

  • Mity o raku piersi, które mogą kosztować zdrowie

  • Złamanie biodra szczególnie niebezpieczne u starszych osób

Serwisy ogólnodostępne PAP