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

    Cholina dla mózgu i wątroby

    Nazywana niekiedy witaminą B4, cholina jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania mózgu, wątroby i układu nerwowego. Uczestniczy w budowie błon komórkowych, produkcji neuroprzekaźników i przemianach tłuszczów. Najnowsze badanie kliniczne sugeruje, że suplementacja w ciąży może korzystnie wpływać na rozwój poznawczy dzieci.

  • AdobeStock

    Zmiana czasu na zimowy chroni nasze ciało, ale źle wpływa na nastrój

    Już w ten weekend (24/25 października) cofniemy wskazówki zegarów, co naukowcy zgodnie nazywają powrotem do właściwego czasu dla naszej fizjologii. Choć dla organizmu i porannej energii to dobra wiadomość, to krótsze, ciemne popołudnia stają się poważnym wyzwaniem dla psychiki. O korzyściach i zagrożeniach dla zdrowia wynikających ze zmiany czasu rozmawiamy z prof. dr hab. Edytą Reszką z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego.

  • AdobeStock

    Ból pleców może powodować depresję

    Kiedy myślimy o bólu kręgosłupa, raczej nie przychodzi nam do głowy psychologiczny aspekt tego cierpienia. Tymczasem głowa i kręgosłup to naczynia połączone: gdy boli nas kręgosłup i zmagamy się z przewlekłym bólem, automatycznie czujemy się gorzej: pojawiają się stany depresyjne, lęki czy zwątpienie.

  • AdobeStock

    Siedem głównych przyczyn parestezji

    Mrowienie palców, drętwienie twarzy, uczucie prądu przebiegającego przez ciało czy wrażenie, że skóra jest inna niż zwykle – takie doznania mogą mieć wiele przyczyn. Niekiedy wystarczy zmienić pozycję, aby ustąpiły, ale czasami są pierwszym sygnałem choroby. Znaczenie ma nie tylko to, co czujemy, lecz także miejsce występowania objawów, czas ich trwania i sposób, w jaki się pojawiają.

NAJNOWSZE

  • AdobeStock

    Edukacja zmniejsza występowanie demencji, także u osób genetycznie predysponowanych

    Nowe badanie naukowców z University of Southern California, University of Wisconsin–Madison i University of Michigan dowodzi, że edukacja może pomóc w zmniejszeniu ryzyka demencji w dłuższej perspektywie. Analiza pokazuje, że reforma edukacji w Wielkiej Brytanii, która podniosła minimalny wiek ukończenia szkoły z 15 do 16 lat, zmniejszyła zapadalność na demencję nawet o 50 lat.

  • Czytanie dzieciom wspiera ich rozwój

  • Chirurg o pierwszym zabiegu wspierającym leczenie alzheimera: jesteśmy na początku drogi

  • Na czym polega transplantacja komórek krwiotwórczych

  • Nowotwory narządu ruchu i urazy głównymi przyczynami amputacji u dzieci

    Patronat Serwisu Zdrowie
  • PAP/Marcin Bielecki

    Kolejki do fizjoterapeutów po horyzont

    Około 1,5 mln Polaków czeka na fizjoterapię i to właśnie do tych specjalistów ustawiają się najdłuższe kolejki, choć ich długość zależy od regionu. Wciąż mamy do czynienia z nierównym dostępem do świadczeń – podkreśli eksperci podczas XXII Forum Rynku Zdrowia. W tym wszystkim nie chodzi tylko o usprawnienie pacjenta, ale systemu. Jak to zrobić?

  • Rogowacenie skóry – od fizjologii do patologii

  • Zmiana czasu na zimowy chroni nasze ciało, ale źle wpływa na nastrój

Serwisy ogólnodostępne PAP