Цивилизация
Американским исследователям впервые удалось выявить связь между мутацией гена, отвечающего за доступ ионов калия в клетки, с нейродегенеративными заболеваниями.
Стефан Пулст из медицинского центра при Калифорнийском университете подчеркнул: «Этот тип гена никогда прежде не связывался с гибелью нервных клеток».
В своей работе медики пытались выяснить, какой ген отвечает за нейродегенеративное расстройство движения, названное спиноцеребелларной атаксией и наблюдаемое в одной филиппинской семье. Это расстройство проявляется в зрелом возрасте и вызывается гибелью нейронов в мозжечке, приводящей к прогрессирующей потере координации (атаксии).
Пулст с коллегами установили связь заболевания с мутацией гена KCNC3, который кодирует белок, формирующий каналы для калия, подобные порам отверстия в клеточной мембране и регулирующие поток ионов калия в клетку.
Затем ученым удалось обнаружить мутацию этого гена во французской семье с спиноцеребелларной атаксией 13-го типа, приводящей к потере координации с детства, а также к вырождению мозжечка и умеренной задержке в умственном развитии.
Ген KCNC3 обычно кодирует тип калиевых каналов, который в нормальном состоянии открывается и закрывается очень быстро. Эти каналы очень важны для функционирования так называемых быстрых нейронов (fast-bursting neurons), «срабатывающих» сотни раз в секунду в нашем головном мозгу. Калифорнийский ученые говорят: «Они похожи на строительные блоки и используются во многих областях мозга».
Предыдущие исследования обнаружили отклонения в числе калиевых каналов при болезнях Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона. Поэтому ученые считают, что им удалось обнаружить общий механизм поражения нервных клеток.
Болезнь Альцгеймера (предстарческое слабоумие) —
генетическое заболевание, развивается во второй половине жизни. В головном мозгу происходит отложение белка в виде «сенильных бляшек» и образование так называемых нейрофибриллярных клубочков, состоящих из поврежденных нейронов. При болезни Альцгеймера постепенно пропадает память, больные не могут читать, перестают узнавать близких. При этом профессиональные навыки могут долго сохраняться. Болезнью Альцгеймера страдал президент США Рональд Рейган.
При этом у французской и филиппинской семей калиевые каналы повреждены очень по-разному.
Эксперименты, проводимые на клеточных культурах, показали, что обнаруженная в филиппинской семье мутация полностью перекрывала каналы, а во французской заставляла каналы раньше открываться и позже закрываться, что уменьшало количество «срабатываний» нейронов.
Медикам было известно о важности каналов калия для нормальной работы нейронов. Мутации в других генах, кодирующих калиевые каналы, ученым удалось связать с эпилепсией, аритмией и периодическим параличом мышц. Однако увязать нейродегенеративные расстройства с мутацией конкретных генов до сих пор не получалось.
Правда, пока нейробиологи точно не знают, как именно нарушения в работе калиевых каналов приводят к широко распространенным нейродегенеративным заболеваниям. По одной теории, мутации увеличивают число ионов кальция, попадающих в клетки, и вызывают гибель нейронов из-за сверхвозбуждения. По другой — измененные каналы калия вызывают гибель нервных клеток от проходящих сквозь каналы свободных радикалов.
Впрочем, по мнению ученых, на основании уже установленных фактов можно создать медикаментозные методы лечения нейродегенеративных заболеваний.
В 2004 году учеными того же медицинского центра Калифорнийского университета обнаружено новое нейродегенеративное заболевание, которое поражает 1 из 3 тысяч мужчин старше 50. Болезнь, названную связанным с Х-хромосомой синдромом тремора/атаксии, или FXTAS (X-associated tremor/ataxia syndrom), чаще всего ошибочно диагностировали как болезнь Паркинсона. Причина ее «пряталась» в небольшом генетическом изменении на Х-хромосоме.