Inhibējoša neironu disfunkcija rodas kā modulēts pārmērīgas uzbudināmības mehānisms

Inhibējoša neironu disfunkcija rodas kā modulēts pārmērīgas uzbudināmības mehānisms

Neliela smadzeņu šūnu grupa, kas savienota ķēdē, ir atbildīga par visu smadzeņu krampju izraisīšanu retā epilepsijas formā, ko ietekmē cukura līmenis asinīs, liecina UT Southwestern pētnieku vadītais pētījums. Autori teica, ka atklājums, kas publicēts Science Translational Medicine, varētu radīt jaunas ārstēšanas metodes citiem vielmaiņas traucējumiem smadzenēs.

"Ir plaša ietekme uz citām slimībām, jo ​​šī ķēde ir saistīta ar demenci, šizofrēniju, miegu un izziņu," sacīja pētījuma vadītājs Huans Paskāls, MD, Ph.D., neiroloģijas, pediatrijas, fizioloģijas un Eižena Makdermota Cilvēka izaugsmes un attīstības centra profesors. "Mūsu laboratorija tagad virzās uz šo seku izpēti."

Dr. Paskāls, kurš vada Reto smadzeņu darbības traucējumu programmu, teica, ka viņš un viņa kolēģi Paskāla laboratorijā UTSW Pītera O'Donela jaunākā smadzeņu institūtā jau sen ir interesējušies par slimību, kas pazīstama kā GLUT1 deficīta sindroms tās neparasto īpašību dēļ. Šo slimību, kas diagnosticēta tikai dažiem simtiem cilvēku visā pasaulē, izraisa iedzimts proteīna, ko sauc par 1. tipa glikozes transportētāju, deficīts, kas šūnās ienes cukura līmeni asinīs, lai to izmantotu kā degvielu.

Sākot no pirmajiem dzīves mēnešiem, cilvēki ar GLUT1 deficīta sindromu katru dienu var ciest no vairākiem simtiem “absence” lēkmju, no kurām dažas raksturo dažu sekunžu neuzmanība. Pacienti ar traucējumiem no visas Ziemeļamerikas un pārējās pasaules meklē medicīnisko aprūpi UT Southwestern.

Cukura līmenis asinīs var būtiski ietekmēt lēkmju skaitu pacientiem, un terapeitiskās diētas, kas palielina glikozes līmeni vai uztur to nemainīgu, var ievērojami samazināt to daudzumu. Kāpēc šos krampjus ietekmē glikozes līmenis, nebija skaidrs.

Lai atbildētu uz šo jautājumu, Dr Pascual un viņa kolēģi pētīja šo krampju anatomisko izcelsmi cilvēkiem. Elektroencefalogrāfijas (EEG), funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (fMRI) un pozitronu emisijas tomogrāfijas (PET) kombinācija parādīja, ka krampji cēlušies no salīdzinoši neliela smadzeņu reģiona talāmā un somatosensorajā garozā.

Neiroloģijas e-grāmata

Pagājušā gada populārāko interviju, rakstu un ziņu apkopojums. Lejupielādējiet bezmaksas kopiju

Kad cukura līmenis asinīs pazeminājās, patoloģiska elektriskā aktivitāte ķēdē, ko veido šīs zonas, izplatījās visā smadzenēs. Savādi, ka krampju laikā pacienti palika pie samaņas un spēja veikt kognitīvos testus, lai gan EEG liecināja par krampju aktivitāti visā smadzenēs.

Izmantojot GLUT1 deficīta sindroma peles modeli, pētnieki parādīja, ka glikozes vielmaiņas blakusprodukti, tostarp neirotransmiteri un citas ķimikālijas, kas nepieciešamas normālai smadzeņu darbībai, lielākoties saglabājās normālā līmenī dzīvnieku smadzenēs. Tomēr smadzeņu šūnās, kas ir atbildīgas par neironu aktivitātes kavēšanu vai palēnināšanu, tika traucēta elektriskā aktivitāte, izraisot to šaušanu daudz retāk nekā parasti, ļaujot nekontrolēti aizdedzināt citas savienotās ierosmes šūnas. Kad pētnieki šiem dzīvniekiem deva pretkrampju zāles, ko sauc par perampaneli, viņu krampji ievērojami samazinājās.

Dr Pascual ierosināja, ka šie atklājumi var ieteikt jaunu ārstēšanu šim neparastajam epilepsijas veidam, kā arī iebilst pret ilgstošu ideju, ka apziņai ir nepieciešama normāla šūnu darbība talāma un garozas ķēdēs.

Šie rezultāti atspēko gadu desmitiem ilgas spekulācijas par smadzeņu lomu apziņā. Tomēr tas nebija pilnīgi negaidīti, jo apziņa ir cilvēku, nevis smadzeņu īpašums.

Huans Paskāls, UT Dienvidrietumu medicīnas centra neiroloģijas, pediatrijas, fizioloģijas profesors

Citi UTSW pētnieki, kas piedalījās pētījumā, ir Karthik Rajasekaran, Qian Ma, Levi B. Good, Gauri Kathote, Vikram Jakkamsetti, Peiying Liu, Adrian Avila, Sharon Primeaux, Isaac Marin-Valencia, Deepa Sirsi un Hanzhang Lu.

Dr. Paskāls ir Ed un Sjū Rouza izcilais profesors neiroloģijā un Reiz fonda profesors bērnu neiroloģiskajos traucējumos.

Avots:

UT Dienvidrietumu medicīnas centrs

Atsauce:

Rajasekaran, K., et al. (2022) Sinaptiskās mazspējas un talamokortikālās hipersinhronizācijas metaboliskā modulācija ar saglabātu apziņu Glut1 deficīta gadījumā. Zinātnes tulkošanas medicīna. doi.org/10.1126/scitranslmed.abn2956.

.