17 maja 2006

Ciekawe – Mózg jak retorta

Naukowcy z University of Edinburgh pod kierunkiem Kirsty Millar wyjaśniają na łamach „Science”, w jaki sposób jeden gen, a w zasadzie kodowane przezeń białko, może mieć wpływ na tak, zdawałoby się, złożone procesy, jak myślenie i zapamiętywanie, zaś błąd w jego sekwencji – prowadzić do rozwoju chorób psychicznych, takich jak schizofrenia, choroba dwubiegunowa czy zaburzenia schizoafektywne.
Kilka lat temu ci sami badacze odkryli w szkockiej rodzinie gen zwany DISC1 (z ang. disrupted in schizophrenia, czyli „uszkodzony w schizofrenii”) i wykazali, że jego uszkodzenie wiąże się z kilkukrotnym zwiększeniem ryzyka choroby psychicznej. Nie tylko schizofrenii, lecz także choroby dwubiegunowej i zaburzeń pokrewnych. Teraz zespół Kirsty Millar postanowił sprawdzić, co tak naprawdę zmienia się pod wpływem mutacji genetycznej.
Jak twierdzą Szkoci, przyczyną chemicznej „burzy w mózgu” jest prosty defekt białkowy. Wystarczy podmiana jednego aminokwasu w łańcuchu (seryna w pozycji 704 staje się cystyną), by nie tylko zwiększyć ryzyko schizofrenii, ale także wpłynąć na rozmiary i sprawność działania niektórych struktur mózgu u zupełnie zdrowych ludzi. Prawidłowe białko DISC1 jest bowiem niezbędne m.in. do tego, by młode komórki nerwowe rozwijającej się kory wiedziały, dokąd mają się przemieszczać i w jaki sposób rozwijać między sobą sieć połączeń.
Jeszcze ciekawsze wnioski wypływają z obserwacji współpracy tego białka z enzymem o nazwie PDE4B, który ma duży wpływ nie tylko na zdolności poznawcze, ale przede wszystkim na zmiany nastroju. Jego inhibitor – rolipram jest skutecznym lekiem przeciwdepresyjnym. Zdaniem dr Millar uszkodzenie DISC1 powoduje wzrost aktywności PDE4B. To zaś z kolei wpływa na stężenie cAMP, który co prawda ułatwia zapamiętywanie i przywoływanie wspomnień w hipokampie, jednak procesy kojarzenia w korze mózgowej przebiegają lepiej, gdy jest go mniej. Wystarczy zatem – jak się wydaje – delikatne zachwianie równowagi poziomów cAMP, by zdezorientować mózg i sprawić, że poszczególne jego części zaczną się ze sobą kłócić. Zwłaszcza że w każdej z tych części optymalne jest inne stężenie tego związku. Niestety, z tego samego powodu trudno jest jak na razie skonstruować lek, który mógłby przywracać równowagę psychiczną poprzez przywrócenie tej biochemicznej.
Poza DISC1 znamy jeszcze pięć innych genów, które eksperci mniej lub bardziej udanie wiążą z zachorowaniem na schizofrenię. Zlokalizowane są one na chromosomach 1, 6, 7, 8, 13 i 22. Dotychczas najlepiej poznany był COMT z chromosomu 22, który poprzez zmiany stężenia dopaminy wpływa na tzw. pamięć roboczą w korze przedczołowej mózgu. Jego zmutowana wersja zaburza zapamiętywanie i sprawia, że nie wiemy, co zdarzyło się naprawdę, a co tylko sobie wyobrażaliśmy. Inne geny (a raczej produkowane przez nie białka) także wpływają na komunikację między neuronami, zaś ich zmutowane wersje działają niczym niewłaściwy elektrolit w akumulatorze. Sprawiają, że jednych przekaźników jest zbyt dużo, za to innych zbyt mało. Pozbawiony równowagi mózg nie umie sobie poradzić z właściwym sortowaniem bodźców. Efekty mo- gą być rozmaite, w zależności od tego, którego neuroprzekaźnika najbardziej brakuje, albo którego jest zbyt wiele, czy też znalazł się w niewłaściwym miejscu.
Praca Szkotów łączy dwie teorie zaburzeń psychicznych: tę, która mówi, że ich przyczyną jest zaburzenie równowagi substancji przekazujących komunikaty między neuronami, i tę, która widzi przyczynę w zaburzeniach samej struktury mózgu powstałych w czasie jego rozwoju.
Stawia także pytania o granice tego, co jeszcze jest normą, a co już patologią. Co jeszcze rzeczywistością, a co już złudzeniem. Co prawdą, a co fałszem. Bo przecież z chemicznego punktu widzenia trudno jest orzec, jakie stężenie dopaminy znamionuje odkrywcę, a jakie mordercę.

Archiwum