Patologin av Alzheimers sjukdom
Illustration av McCall Sarrett

Oavsett om det glömmer 20 år i ditt liv eller att ha samma konversation var femte minut bara för att glömma det varje gång, kan minnesminskning ta en stor avgift på vardagen. Det kan vara en av de mest förvirrande aspekterna av neurodegeneration och är ett viktigt symptom på demens.

Alzheimers sjukdom, också känd som AD, är den vanligaste formen av demens, som kännetecknas av kognitiva svårigheter och minnesförlust. Det finns för närvarande ingen officiell klinisk teknik för att diagnostisera AD, annat än en obduktion. Det finns emellertid två karakteristiska särdrag hos hjärnvävnaden hos Alzheimers sjukdomspatienter: amyloid beta (A?) plack och neurofibrillära tangles, vilka båda har åstadkommit en väsentlig mängd insikt i neurologigenerationens patologi.

"Neurofibrillära tangles uppstår från en defekt i proteiner som kallas tau-proteiner."

A? is a protein that results from proteolys of Amyloid Precursor Protein (APP). This means that APP is cut into smaller fragments, one of which is the A? fragment. APP is cut into these pieces by enzymes called secretases, whose primary role is to cleave these proteins. Various secretases exist, but there is one that is significant for Alzheimer’s pathology – gamma secretase. Gamma secretase produces a special form of A?: A?-42, the most toxic form of the protein. Once broken up, these protein fragments begin to gather in the space outside of the cells. The key to the toxicity of these proteins is that they are characteristically “sticky”, so they begin to form aggregates. These aggregates continue to develop, and soon these amyloid beta plaques are everywhere, greatly impairing neuronal function.

Patologin av Alzheimers sjukdomFigur av McCall Sarrett

This impact of A? on neurological function has led to the Amyloid-hypotesen, en välkänd teori som föreslår en förklaring till neurodegenerationen i Alzheimers.

innerself prenumerera grafik

Nu, för den andra nyckelfärdigheten: neurofibrillära tangles. Neurofibrillära tangles uppstår från en defekt i proteiner som kallas tau-proteiner. Tau-proteiner tjänar som en bro mellan strukturer som kallas mikrotubuli i cellen. Mikrotubuli stöder molekyler som ger form och struktur till cellerna, specifikt axoner. Tau-proteiner hjälper dessa mikrotubuli att ge strukturen till axonerna. Men i fallet med Alzheimers sjukdomEn neurodegenerativ sjukdom som kännetecknas av neuronal förlust i ..., tau-proteiner separerar och ackumuleras i cellkroppen, annars känd som soma. Detta orsakar degenerering av axonerna, vilket gör det ännu svårare för neuroner att kommunicera. Denna svårighet i neuronal kommunikation liknar effekterna av amyloid beta; Det är emellertid viktigt att notera att dessa tanglar skiljer sig mycket från de plack som diskuterats tidigare eftersom de påverkar kommunikation från insidan av cellen i motsats till utsidan.

"Forskare är fortfarande osäkra på den exakta mekanismen som är ansvarig för Alzheimers patologi."

Though both are extremely influential, A? and tau are not the only relevant factors when it comes to the pathology of Alzheimer’s. Studies have suggested that the Apolipoprotein E (APOE) gen may be as influential as A?. There are three major variants that encode for proteins: ApoE2, ApoE3, and ApoE4. ApoE4 has been shown to correlate with a decrease in synaptic pruning, while ApoE2 results in an increase. Both forms influence astrocyter (Viktig glialceller inom nervsystemet) och är korrelerade med deras grad av fagocytos, processen genom vilken astrocyterStjärnformade glialceller som har ett antal funktioner, ink ... bryta upp cellulärt material. Varje ApoE-variant påverkar direkt denna fagfaktocytos takt, ApoE2, vilket resulterar i en ökning, och ApoE4, en minskning. Detta föreslår att astrocyterna kan vara mindre i stånd att "rensa ut" de skräp som rör sig runt i cellen när de är korrelerade med ApoE4. När dessa plack uppbyggs kan ApoE4-genotypen förhindra att dessa aggregat släpps, vilket bidrar till degenerering.

Amyloid beta, tau och olika gener arbetar tillsammans för att orsaka en stor kommunikationsproblem mellan celler, vilket i huvudsak är den sjukdom vi känner till som Alzheimers. Sådan neurodegenerering är vanligast inom hjärnans områden i samband med inlärning och minne, men sprider sig så småningom genom hela hjärnan. Med denna brist på kommunikation kommer en förlust av synapser, och så småningom en minskning av hjärnans materia. Således är det normalt att se minskad hjärnvävnad på en MRTMagnetic resonance imaging, en teknik för att titta på stru ... som sjukdomen fortskrider och avslöjar att Alzheimers krymper hjärnan bokstavligen. Våra nuvarande modeller av inlärning och minne anger att synapser spelar en nyckelroll i dessa processer, vilket ger en möjlig förklaring till hur denna patologi korrelerar med de stora symptomerna på AD, såsom minnesförlust.

Forskare är fortfarande osäkra på den exakta mekanismen som är ansvarig för Alzheimers patologi. Många innovativa metoder har undersökts i ett försök att få ytterligare kunskap om denna patologiska punkt, en som är biomarkörer för cerebrospinalvätska.

Levels of A? and tau can be measured in CSF through a procedure called a lumbar puncture, which collects cerebrospinal fluid. Increased levels of tau and reduced levels of A? are seen in patients with Alzheimer’s Disease. This is a result of the A? accumulations in the brain, which in turn results in a decreased concentration in the CSF. This data suggests that, in the future, doctors and scientists may be able to predict the cognitive state of a patient by examining protein levels in the CSF.

För närvarande finns det ingen definitiv botemedel mot Alzheimers sjukdom. En ökad kunskap om de involverade patologiska proteinerna, associerade gener och pågående vetenskaplig forskning ger hopp om en effektiv behandling i framtiden.

Vilket genombrott tror du behövs för medicin för att få behandling för Alzheimers? Låt oss veta i kommentarerna!

Denna artikel publicerades ursprungligen på Att veta neuroner?

Om författaren

Khayla Black är en nybörjare vid New York University Shanghai som planerar att förklara en majoritet i neurala vetenskaper med en minor i datavetenskap med en koncentration i artificiell intelligens. I framtiden hoppas hon att få en doktorand / doktorand och bli en neuroscientist som studerar de molekylära aspekterna av lärande och minne. Under sin fritid trivs Khayla med MYELIN-initiativet inom IYNA, samt läser något neurovetenskapligt material. Utan att studera neurovetenskap, tycker hon om att springa, lära på lokala grundskolor, lösa matematiska problem och dricka enorma mängder kaffe.

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon

 

Referensprojekt

Lacor, P. N., Buniel, M. C., Furlow, P. W., Clemente, A. S., Velasco, P. T., Wood, M., . . . Klein, W. L. (2007, January 24). A? Oligomer-Induced Aberrations in Synapsen Sammansättning, form och densitet Ge en molekylär grund för förlust av anslutning i Alzheimers sjukdom. Hämtas från http://www.jneurosci.org/content/27/4/796

Murphy, M. P., & LeVine, H. (2010). Alzheimer’s Disease and the ?-Amyloid Peptide. Journal of Alzheimer’s Disease?: JAD, 19(1), 311. http://doi.org/10.3233/JAD-2010-1221

O'Brien, RJ, & Wong, PC (2011). Amyloid Precursor Protein Processing och Alzheimers Disease. Årlig granskning av neurovetenskap, 34, 185-204. http://doi.org/10.1146/annurev-neuro-061010-113613

Chung, W.-S., Verghese, PB, Chakraborty, C., Joung, J., Hyman, BT, Ulrich, JD, ... Barres, BA (2016). Ny allel-beroende roll för APOE vid kontroll av frekvensen av synapsAnslutningar mellan neuroner där en signal passeras från på ... beskärning av astrocyter. Förhandlingar vid National Academy of Sciences i USA, 113(36), 10186-10191. http://doi.org/10.1073/pnas.1609896113

Zetterberg, H. (2009, August 19). Amyloid ? and APP as biomarkers for Alzheimer’s disease. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0531556509001594?via=ihub