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

    Czy cyfrowy detoks działa?

    Niektóre badania pokazują wręcz zbawienne dla psychiki efekty odstawienia internetu czy tylko mediów społecznościowych. Sprawa jest jednak bardziej złożona. Choć na cudowną poprawę raczej nie każdy będzie mógł liczyć, to mądre korzystanie z internetu może psychice pomóc.

  • AdobeStock/Drobot Dean

    Depresja może mieć swoja przyczynę w układzie odpornościowym

    Nauka dostarcza nowych argumentów wskazujących, że u około 30 proc. pacjentów z ciężką depresją (MDD) występują kliniczne i biologiczne cechy sugerujące podtyp o podłożu immunologicznym.

  • Adobe Stock

    Cukrzyca i depresja często idą w parze

    Co trzeci pacjent wchodzący do gabinetu diabetologa ma zaburzenia nastroju, a depresję – jak pokazują badania – rozpoznano u około 12 proc. pacjentów z cukrzycą typu 1 i prawie 20 proc. z cukrzycą typu 2. Szczególnie od tej pierwszej, insulinozależnej, nie ma wakacji – zauważa dr hab. n.med. Anna Jeznach-Steinhagen, specjalistka chorób wewnętrznych i diabetologii z Instytutu Matki i Dziecka.

  • Adobe

    Co jeść, gdy mróz ściśnie, czyli o tak zwanym comfort food

    Zimą organizm pracuje inaczej niż latem — musi zużywać więcej energii, by utrzymać stałą temperaturę ciała. Badania pokazują, że w chłodne dni zmienia się nie tylko nasz metabolizm, ale też wybory żywieniowe. Jakie produkty rzeczywiście pomagają się rozgrzać i wspierają odporność, a które dają tylko złudne poczucie komfortu?

NAJNOWSZE

  • Adobe Stock

    Czy cyfrowy detoks działa?

    Niektóre badania pokazują wręcz zbawienne dla psychiki efekty odstawienia internetu czy tylko mediów społecznościowych. Sprawa jest jednak bardziej złożona. Choć na cudowną poprawę raczej nie każdy będzie mógł liczyć, to mądre korzystanie z internetu może psychice pomóc.

  • Rozpoczynają się ferie zimowe – warto zadbać, aby były bezpieczne

  • Demencja przed 65. rokiem życia to realny problem, który wymaga zaopiekowania

  • Serce: hydraulika i elektryka

  • Cukrzyca i depresja często idą w parze

  • AdobeStock/Drobot Dean

    Depresja może mieć swoja przyczynę w układzie odpornościowym

    Nauka dostarcza nowych argumentów wskazujących, że u około 30 proc. pacjentów z ciężką depresją (MDD) występują kliniczne i biologiczne cechy sugerujące podtyp o podłożu immunologicznym.

  • Inhalacje – leczenie przyszłości

  • Polscy dawcy zmieniają hematoonkologiczną mapę świata

Serwisy ogólnodostępne PAP