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

  • AdobeStock

    Jak określić poziom stresu?

    Nie ma jednej liczby, która określałaby nasz poziom stresu. Nauka dysponuje jednak kilkoma sposobami, by ocenić reakcje psychiki i organizmu na obciążenie. Specjaliści analizują m.in. hormony, pracę serca i nasze własne odczucia.

  • Adobe Stock

    Zaćmienie bez tajemnic

    Zaćmienia od wieków budziły strach i rodziły przesądy, m.in. dotyczące zdrowia. Czy to zjawisko może realnie na nas wpłynąć? Naukowcy już ustalili, co się może stać, gdy miliony ludzi spojrzą dziś w niebo.

  • PAP/Piotr Wittman

    Kalistenika – sposób na formę

    Kalistenika jeszcze niedawno kojarzyła się głównie z wojskowym drylem, gimnastyką na szkolnych boiskach albo efektownymi figurami wykonywanymi przez sportowców na drążkach. Dziś przeżywa prawdziwy renesans. W internecie miliony osób oglądają treningi z wykorzystaniem ciężaru własnego ciała, a specjaliści od aktywności fizycznej coraz częściej podkreślają, że nie zawsze potrzeba skomplikowanych urządzeń, aby skutecznie wzmacniać organizm.

  • Nastolatki stresują się bardziej niż dorośli

    Nastolatki reagują na stres silniej niż osoby dorosłe i dłużej są narażone na jego negatywne skutki. To efekt niedojrzałości sieci neuronalnych odpowiedzialnych za regulację emocji.

NAJNOWSZE

  • Tłuszcz trzewny a ryzyko metaboliczne

    Tłuszcz trzewny zachowuje się jak aktywny narząd. Produkuje substancje wpływające na metabolizm i odporność, a jego nadmiar wiąże się z większym ryzykiem wielu chorób przewlekłych.

  • Kiedy powinno się wymienić wypełnienie w zębie

  • Jak określić poziom stresu?

  • Rewolucja na polskim talerzu zdrowego żywienia

  • Mammografia – bezpłatne badanie na wagę życia. Dlaczego kobiety wciąż jej unikają?

  • AdobeStock

    Co zrobić, gdy okres wypada w złym momencie

    Miesiączka może zdarzyć się nie w porę: na urlopie, w dniu ślubu czy służbowego wyjazdu. W wielu przypadkach można ją bezpiecznie przesunąć. Przed podjęciem takiej decyzji należy jednak skonsultować się z lekarzem.

  • Zaćmienie bez tajemnic

  • Nielegalny obrót medycznymi opioidami

Serwisy ogólnodostępne PAP