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

    Muzeum na receptę

    Muzeum może stać się ważnym elementem wsparcia psychologicznego i społecznego, jeśli tylko powstające w nim działania będą tworzone wspólnie przez specjalistów różnych dziedzin – powiedziała PAP kuratorka projektów interdyscyplinarnych w Muzeum Śląskim dr Dagmara Stanosz.

  • AdobeStock

    Medycyna kosmiczna nie tylko dla astronautów

    Gdy mówimy o medycynie kosmicznej, sądzimy, że to dziedzina związana z wysłaniem astronautów w Kosmos. Tymczasem to duże szersze pojęcie, obejmujące np. wynalazki, które trafiły do przestrzeni kosmicznej, albo te które poleciały wraz ze Sławoszem Uznańskim-Wiśniewskim na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) i teraz mogą być wykorzystane przez naszych pilotów – mówi ppłk lek. Magdalena Kozak, prezes Polskiego Towarzystwa Astromedycznego.

  • Adobe Stock

    Żałoba to kryzys, po którym może nastąpić odrodzenie

    Żałoba najczęściej kojarzy się z ostateczną stratą najbliższej osoby. W rzeczywistości kryzys ten może przyjść nie tylko w obliczu śmierci. Czy można coś zrobić, by strata mniej bolała? Na ten temat w kontekście książek Julii Samuel „Sposób na żałobę” i „To też przeminie” dyskutowały: lekarka w trakcie specjalizacji z medycyny paliatywnej Agata Malenda, psycholożka Katarzyna Kucewicz oraz aktorka Marieta Żukowska.

  • Jak neurobiologia tłumaczy kłamanie przez dzieci

    To co my, dorośli odbieramy jako kłamanie, z perspektywy dziecka często wcale nim nie jest. Ono tworzy fałszywe historie, bo mózg, który nie znosi luk w pamięci, w ten sposób je wypełnia, wierząc, że są prawdziwe. To etap rozwoju – co nie znaczy, że dzieci nigdy nie kłamią.

NAJNOWSZE

  • Adobe

    Leczenie żywieniowe warto zacząć przed diagnozą onkologiczną

    Odpowiednio zaplanowane leczenie żywieniowe, najlepiej rozpoczęte jeszcze przed postawieniem ostatecznej diagnozy onkologicznej, może istotnie poprawić efekty terapii oraz rokowania pacjentów - powiedziała PAP dietetyczka kliniczna i profesor Śląskiego Uniwersytetu Medycznego dr Agnieszka Białek-Dratwa.

  • Czy witamina D chroni przed zawałem?

  • Muzeum na receptę

  • Nieprzewidywalne enterowirusy

  • Męska tarczyca - zjada mięśnie, niszczy płodność

  • Adobe Stock

    Jak przygotować się do planowego pobytu w szpitalu

    Patronat Serwisu Zdrowie

    Szczepienia, zęby, nerki, wątroba, trzustka, śledziona – to hasła, o których warto pamiętać przed planowym pobytem w szpitalu. A o czym konkretnie trzeba wiedzieć, by odpowiednio się przygotować i zminimalizować ryzyko powikłań, radzi dr n. farm. Leszek Borkowski, farmakolog kliniczny ze Szpitala Matki Bożej Nieustającej Pomocy w Wołominie.

  • Kiedy elektroniczna karta DiLO?

  • Ekspert: publiczna stomatologia na równi pochyłej

Serwisy ogólnodostępne PAP