Inhibeeriv neuronite düsfunktsioon ilmneb ülierutuvuse moduleeritud mehhanismina

Inhibeeriv neuronite düsfunktsioon ilmneb ülierutuvuse moduleeritud mehhanismina

TÜ Southwesterni teadlaste juhitud uuring viitab sellele, et väike rühm ajurakke, mis on ühendatud vooluringis, vastutavad kogu ajuhoogude vallandamise eest haruldases epilepsiavormis, mida mõjutab veresuhkru tase. Ajakirjas Science Translational Medicine avaldatud leid võib viia uute ravimeetoditeni teiste aju ainevahetushäirete jaoks, ütlesid autorid.

"Seal on laiaulatuslikud tagajärjed teistele haigustele, kuna see ringkond on seotud dementsuse, skisofreenia, une ja tunnetusega," ütles uuringu juht Juan Pascual, MD, Ph.D., neuroloogia, pediaatria, füsioloogia ja Eugene McDermotti inimkasvu ja arengu keskuse professor. "Meie labor liigub nüüd nende tagajärgede uurimise poole."

Dr Pascual, kes juhib haruldaste ajuhäirete programmi, ütles, et tema ja ta kolleegid Pascuali laboris UTSW Peter O'Donnell Jr. Brain Institute'is on juba pikka aega olnud huvitatud haigusest, mida tuntakse GLUT1 puudulikkuse sündroomina selle ebatavaliste omaduste tõttu. See haigus, mida diagnoositakse maailmas vaid mõnesajal inimesel, on põhjustatud 1. tüüpi glükoosi transporteriks kutsutava valgu kaasasündinud puudulikkusest, mis viib veresuhkru rakkudesse, et seda kütusena kasutada.

Alates esimestest elukuudest võivad GLUT1 puudulikkuse sündroomiga inimesed kogeda iga päev mitusada "puudujäämise" krambihoogu, millest mõnda iseloomustab mõnesekundiline tähelepanematus. Selle häirega patsiendid kogu Põhja-Ameerikast ja mujalt maailmast otsivad arstiabi TÜ Southwesternist.

Veresuhkru tase võib oluliselt mõjutada rünnakute arvu patsientidel ning terapeutilised dieedid, mis suurendavad glükoosisisaldust või hoiavad seda konstantsena, võivad seda oluliselt vähendada. Miks glükoosisisaldus neid krampe mõjutab, jäi ebaselgeks.

Sellele küsimusele vastamiseks uurisid dr Pascual ja tema kolleegid nende krampide anatoomilist päritolu inimpatsientidel. Elektroentsefalograafia (EEG), funktsionaalse magnetresonantstomograafia (fMRI) ja positronemissioontomograafia (PET) kombinatsioon näitas, et krambid pärinevad suhteliselt väikesest ajupiirkonnast talamuses ja somatosensoorses ajukoores.

Neuroteaduse e-raamat

Eelmise aasta tippintervjuude, artiklite ja uudiste koostamine. Laadige alla tasuta koopia

Kui veresuhkru tase langes, levis ebanormaalne elektriline aktiivsus nende piirkondade moodustatud ahelas üle kogu aju. Kummalisel kombel jäid patsiendid krampide ilmnemise ajal teadvusele ja olid võimelised tegema kognitiivseid teste, kuigi EEG-d näitasid kogu ajus hoogu.

Kasutades GLUT1 puudulikkuse sündroomi hiiremudelit, näitasid teadlased, et glükoosi metaboolsed kõrvalsaadused, sealhulgas neurotransmitterid ja muud normaalseks ajufunktsiooniks vajalikud kemikaalid, jäid loomade ajus suures osas normaalsele tasemele. Neuraalse aktiivsuse pärssimise või aeglustamise eest vastutavates ajurakkudes muutus elektriline aktiivsus aga reguleerimata, põhjustades nende süttimist tavapärasest palju harvemini, võimaldades teiste ühendatud erutusrakkude kontrollimatut süttimist. Kui teadlased andsid neile loomadele krambivastast ravimit nimega perampanel, vähenesid nende krambid märkimisväärselt.

Dr Pascual väitis, et need leiud võivad viidata selle ebatavalise epilepsiatüübi uuele ravile ning vaidlevad vastu pikaajalisele ideele, et talamuse ja ajukoore ahelate rakkude normaalne toimimine on teadvuse jaoks vajalik.

Need tulemused lükkavad ümber aastakümneid kestnud spekulatsioonid aju rolli kohta teadvuses. See ei olnud aga täiesti ootamatu, sest teadvus on pigem inimeste kui ajude omand.

Juan Pascual, professor, neuroloogia, pediaatria, füsioloogia, TÜ Southwesterni meditsiinikeskus

Teised UTSW teadlased, kes uuringusse panustasid, on Karthik Rajasekaran, Qian Ma, Levi B. Good, Gauri Kathote, Vikram Jakkamsetti, Peiying Liu, Adrian Avila, Sharon Primeaux, Isaac Marin-Valencia, Deepa Sirsi ja Hanzhang Lu.

Dr Pascual on Ed ja Sue Rose'i austatud neuroloogiaprofessor ja kunagise sihtasutuse professor pediaatriliste neuroloogiliste häirete alal.

Allikas:

TÜ Edela Meditsiinikeskus

Viide:

Rajasekaran, K. et al. (2022) Sünaptilise rikke ja talamokortikaalse hüpersünkroniseerimise metaboolne moduleerimine teadvuse säilimisega Glut1 puudulikkuse korral. Teaduse tõlkemeditsiin. doi.org/10.1126/scitranslmed.abn2956.

.