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

    Tajemnica najstarszej kobiety na świecie

    Najstarsza kobieta na świecie nie miała jednego „genu długowieczności”. Analiza jej DNA ujawniła jednak mechanizmy, które mogły chronić organizm przed skutkami niekorzystnych wariantów genetycznych. To kolejny argument za tym, że wyjątkowo długie życie jest raczej efektem złożonej biologicznej odporności niż działania pojedynczego genu.

  • AdobeStock

    Psycholog szkolny - ważny element zespołu, który może uratować życie

    "Uczniowie naprawdę sami z siebie zaglądają do gabinetów szkolnych psychologów. Szukają wsparcia, rozwiązania problemów – nie tylko tych szkolnych. Psycholog szkolny jest natomiast od tego, by wspierać funkcjonowanie dziecka w szkole lub placówce. Żeby zrobić coś więcej, konieczna jest współpraca szkoły, rodziców i zewnętrznych specjalistów, a z tym bywa problem" – mówi Lucyna Kicińska, ekspertka Polskiego Towarzystwa Suicydologicznego i wiceprezeska Fundacji Życie Warte Jest Rozmowy.

  • PAP/Andrzej Rybczyński

    Rozmowa może uratować życie

    Twoja koleżanka jest w kryzysie? Podejrzewasz, że kolega ma myśli samobójcze? Nie wiesz co zrobić w takiej sytuacji? Na stronie Fundacji „Życie warte jest rozmowy” dostępny jest pierwszy w Polsce interaktywny film o pomocy emocjonalnej w przypadku kryzysu samobójczego rówieśnika. Zobacz, jak pomóc – może uratujesz czyjeś życie.

  • PAP/CAF Przemek Wierzchowsk

    Słowa, zachowanie, ślady na ciele – lekarzu, reaguj na przemoc domową

    Przemoc domowa zwykle nie ujawnia się wprost, ale zakodowana jest na ciele, w słowach, reakcjach, zachowaniu pacjenta, który przychodzi do gabinetu najczęściej z innym problemem zdrowotnym. Dlatego personel medyczny musi być uważny na konkretne sygnały. Co może świadczyć o przemocy i jak na nią reagować – wyjaśnia Agnieszka Wolańczyk, kierowniczka Ogólnopolskiego Pogotowia dla Osób Doznających Przemocy Domowej „Niebieska Linia”.

NAJNOWSZE

  • PAP/Szymon Pulcyn

    Badanie UKW: istotniejsze dlaczego, a nie jak długo nastolatek jest online

    Problemowe korzystanie z internetu, mediów społecznościowych, telefonu związane jest z trudnościami, które nastolatki mogą mieć z relacjami, emocjami, samokontrolą. Dlatego na plan pierwszy wybija się pytanie nie jak długo, ale dlaczego siedzą „w ekranach” i co tam robią oraz jak funkcjonują poza światem cyfrowym – zaznaczają dr Ewa Wojtynkiewicz i dr Karolina Głogowska, psycholożki, współautorki badania Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy.

  • Z cukrzycą na korcie

  • Ciągłe monitorowanie glukozy – pomocne głównie dla cukrzyków

  • Na stołówkach szkolnych jedna łyżeczka cukru zamiast dwóch w szklance

  • Niskodawkowa tomografia komputerowa w profilaktyce raka płuca

  • AdobeStock

    Psycholog szkolny - ważny element zespołu, który może uratować życie

    "Uczniowie naprawdę sami z siebie zaglądają do gabinetów szkolnych psychologów. Szukają wsparcia, rozwiązania problemów – nie tylko tych szkolnych. Psycholog szkolny jest natomiast od tego, by wspierać funkcjonowanie dziecka w szkole lub placówce. Żeby zrobić coś więcej, konieczna jest współpraca szkoły, rodziców i zewnętrznych specjalistów, a z tym bywa problem" – mówi Lucyna Kicińska, ekspertka Polskiego Towarzystwa Suicydologicznego i wiceprezeska Fundacji Życie Warte Jest Rozmowy.

  • Tajemnica najstarszej kobiety na świecie

  • Jak przepędzić mgłę mózgową?

Serwisy ogólnodostępne PAP