Ново изследване, водено от изследователи в Университета по медицина в Станфорд подсказва, че блокирането на ендоканабиноидите - сигнализиращите вещества, които са вътрешните версии на мозъка на психоактивните химикали срещани в растението канабис, е предпоставка за болестта на Алцхаймер.

Вещество, наречено A-бета - се подозира, че играе ключова роля при болестта на Алцхаймер, тъй като е главния компонент на отличителните струпвания осеяли мозъците на хората с болестта на Алцхаймер – би могло, в най-ранните етапи на болестта да увреди способността за учене както и паметта чрез блокиране на естественото, полезно действие на ендоканабиноидите в мозъка, показва изследването. Групата от Станфорд сега се опитва да разбере подробностите около това как и къде се случва тази намеса. Определянето на тези подробности може да проправи пътя за нови лекарства, които да предотвратят дефектите в способността за учене и паметта, които характеризират болестта.

В изследването, публикувано на 18 юни в онлайн списание Neuron, изследователите анализират ефектите на А-бета спрямо хипокампуса. При всички бозайници, тази част на мозъка служи като естествена навигационна система и асистира разпределението на паметта, заедно с други задължения.

„Хипокампусът ни казва къде сме в пространството във всеки един момент,“ казва Даниел Мадисън, д-р по молекулярна и клетъчна физиология и старши автор на проучването. „Там се обработва новият опит, така че нашите моменти да могат да бъдат съхранявани в други части на мозъка. Това е секретарят на подаване, не шкафа.“

Изненадващата констатация

Прилагането на електрофизиологични техники на части от мозъка на плъхове, Мадисън и неговите сътрудници изследват ключова хипокампусна верига, една от чиито главни елементи е клас на нервните клетки, наречени пирамидални клетки. Те са искали да видят как различните елементи на веригата реагират на малки количества от А-бета, който се произвежда в целия организъм, но чието обичайно физиологични функции досега са били не достатъчно добре дефинирани.

Изненадващата констатация на екипа предполага, че в малки, физиологично нормални концентрации, А-бета намалява процеса на сигнализиране, което при определени условия увеличава шансовете пирамидалните нервни клетки да предават информация, която са получили от други нервни клетки по веригата.

Когато входящите сигнали към пирамидалния тракт достигнат висока интензивност, пирамидалните клетки се адаптират и стават по-пропускливи отколкото обикновено са. Това явление, което учените наричат ​​пластичност, се смята, че стои в основата на ученето и паметта.То отговаря за входящите нива на висока интензивност – като например падане в дупка, силно опарване, изведнъж възникнал спомен къде е погребано съкровището или научаването за първи път как се пише думата „котка“ - са твърдо съхранявани в паметните трезори на мозъка и биват по-достъпни за възстановяване.

Тези силни изблици на входящи сигнали са изключение, а не правило. Пирамидалните нервни клетки постоянно получават случайни звукови сигнали и импулси от други нервни клетки - ефективно, шум в една изключително сложна, електрохимична система за сигнализация. Това налага някакъв контрол на качеството. Пирамидалните клетки са насърчавани да игнорират шума чрез друг набор от нервни клетки, наречени интерневрони. Интерневроните непрекъснато обезкуражават предаването на импулси на пирамидалните клетки към другите нервни клетки.

Разпространяване на импулсите

Когато импулсите са от особено значение, пирамидалните клетки изпускат собствени химични ендоканабиноиди, които се свързват към специализирани рецептори на интерневроните в хипокампуса, като временно ги потискат и позволяват импулсите да продължат да циркулират заедно с пирамидалните клетки.

А-бета е известно, че уврежда пластичността на пирамидалните клетки. Но, изследователският екип на Мадисън показа за първи път как се случва това. Малки клъстери, състоящи се само от няколко A-бета молекули, правят ендоканабиноидните рецептори на интерневроните безсилни, оставяйки инхибирането непокътнато дори и в момент на важен обмен на информация и по този начин се притиска пластичността.

Докато малките A-бета клъстери е било известно в продължение на десетилетие, че са токсични за нервните клетки, тази токсичност изисква сравнително дългосрочна експозиция, твърди Мадисън. Относно нулирането на ефекта на ендоканабиноидната система, новото изследване разкрива, че това е преходно. Една възможна физиологична роля за А-бета в нормални стойности, в добре функциониращ мозък, казва той, е доставката на сложни вериги към този орган с още един, ползотворен слой на свободно действие при обработката на информация. Мадисън мисли, че развилнялата се версия на този A-бета механизъм, може да представлява отправна точка към прогресивните и деструктивни етапи на болестта на Алцхаймер.

Точно как A-бета блокира действието на ендоканабиноидите е все още неизвестно, но екипът на Мадисън демонстрира, че А-бета не ги спира да достигат и да се свързват с техните рецептори на интерневроните. Вместо това се намесва по друг начин, аналогичен със завъртането на ключа в контакта, за да запали колата, а същевременно да е паднал акумулатора.

Мадисън заяви, че ще бъде далеч от истината да се предполага, че само защото A-бета пречи на ценен неврофизиологичен процес свързан с посредничеството на ендоканабиноидите, пушенето на канабис би могло да бъде един чудесен начин да се противодейства или предотврати негативния ефект на A-бета върху способността на паметта и ученето. Приемането на канабис, чрез пушене или екстракт води до дългодействащо инхибиране на интерневроните чрез активната химична съставка на билката – тетрахидроканабинол (ТХК). Това е много различно от краткотрайното действие на ендоканабиноидите по време на подаване на сигнал.

„Ендоканабиноидите в мозъка са много преходни и действат само когато е налице важна информация“, казва Мадисън, който е и член на интердисциплинарния институт Stanford Bio-X. „Ефектът на канабиса за минути или часове е различен: по-скоро се получава засилване на всичко безразборно, така че да се за​​губи филтриращия ефект. Това е като слушане на пет радиостанции наведнъж.“

Освен това, наводняване на мозъка с външни канабиноиди предизвиква толерантност - това може да намали броя на ендоканабиноидните рецептори на интерневроните, да възпрепятства способността ендоканабиноидите да си вършат важната работа, която е от решаващо значение свързана с ученето и паметта.

Водещ автор на изследването е д-р на науките Ейдриън Ор. Други съавтори са учените Джеси Хенсън и Донг Ли, докторанти; и студентът Адам Клоц. Изследването е финансирано от Националния институт за психично здраве (MH065541), благотворителна фондация Harold and Leila Y. Mathers и Elan Pharmaceuticals.

Информация за отделът на Станфорд по молекулярна и клетъчна физиология, която също подкрепя това изследване е на разположение тук