Kutatók összefüggést fedeztek fel az agy anyagcserezavarai és számos neuropszichiátriai és neurodegeneratív rendellenesség között
Egy globális kutatási összefogás keretében a tudósok összefüggést fedeztek fel az agy anyagcserezavarai és egy sor neuropszichiátriai és neurodegeneratív rendellenesség, például az autizmus, az Alzheimer-kór és más elváltozások között.
Különböző tüneteik ellenére ezek az állapotok – valamint a depresszió, az epilepszia, a skizofrénia, az értelmi fogyatékosság és a bipoláris zavar – mind bizonyos fokú kognitív károsodással járnak, és gyakran genetikai vagy metabolikus jellemzőkkel rendelkeznek, ami közös biológiai háttérre utal.
Az International Brain pH Project Consortium kiterjedt együttműködése, amelyben hét ország 105 laboratóriumának 131 tudósa vett részt, állatkísérletekben az agy savasságának és laktátszintjének változásait azonosította e metabolikus diszfunkció kulcsfontosságú jeleként.
"Korábban kimutattuk, hogy az ilyen elváltozások gyakran megfigyelhetők a skizofrénia, a bipoláris zavar és az autizmus egérmodelljében" - írja a kutatócsapat a közzétett tanulmányában.
Eredményeik ezen összetett rendellenességek diagnosztizálásának és kezelésének új módszereihez vezethetnek, amelyek a világ népességének jelentős részét érintik.
"Ez a kutatás ugródeszka lehet a különböző neuropszichiátriai rendellenességek közös terápiás célpontjainak azonosítása felé" - mondja Masayuki Matsushita, a japán Ryukyus Egyetem kutatója.
A laktátszint változások befolyásolhatják az idegsejtek információátadását azáltal, hogy megzavarják a funkcionális egyensúlyt az izgató és gátló agyi hálózatok között. Az agy laktátszintjének emelkedése alacsonyabb pH-t eredményezhet, ami kutatási eredmények szerint egy másik gyakori jellemzője az itt vizsgált rendellenességek többségének.
Több állatmodell, köztük egerek, patkányok és csirkék teljes agymintáinak vizsgálatával, amelyek közül néhány genetikailag módosított volt, hogy utánozza a különböző neuropszichiátriai és neurodegeneratív betegségeket, a kutatók konzisztens változásokat találtak az agy pH-jában és a laktátszintben.
"Ez az első és legnagyobb szisztematikus tanulmány, amely az agy pH-ját és laktátszintjét vizsgálja a neuropszichiátriai és neurodegeneratív rendellenességek számos állatmodelljében" - mondja a szerző, Hideo Hagihara, a japán Fujita Egészségügyi Egyetem kutatója.
Figyelemre méltó, hogy a 2294 vizsgált állat mintegy 30 százaléka 109 különböző modellben jelentős változásokat mutatott a pH-ban és a laktátszintben. Ez azt jelenti, hogy ezek a zavarok sok neuropszichiátriai állapotban gyakoriak.
A stressz, a cukorbetegség vagy a vastagbélgyulladás által kiváltott depressziót reprezentáló állatmodellek – amelyek mindegyike a depresszió nagyobb kockázatához vezetett – az agy pH-jának csökkenését és a laktátszint emelkedését mutatták. Ez arra utal, hogy különböző genetikai vagy környezeti tényezők, amelyek ezeket a különbségeket okozhatják, mint például a gyulladás, befolyásolhatják az agyi anyagcserét és hozzájárulhatnak a neuropszichiátriai állapotok kialakulásához.
Az autizmus modellekben változatos válaszokat figyeltek meg, egyesek a pH növekedését és a laktátszint csökkenését mutatták, míg mások ellenkező mintát mutattak. Ez arra utal, hogy az autizmus spektrumzavarokkal küzdő egyének körében a metabolikus diszfunkciók különböző alcsoportjai fordulhatnak elő.
A viselkedési tesztek során a kutatók erős kapcsolatot észleltek a magas laktátszint és a csökkent munkamemória teljesítmény között, ami szerintük azt mutatja, hogy az anyagcsere-diszfunkciók közvetlenül befolyásolhatják a kognitív képességeket különböző neuropszichiátriai rendellenességekben.
A mitokondriális diszfunkció számos neuropszichiátriai rendellenességgel összefüggésben van, amelyek gyakori tünete a munkamemória deficitje. A neuronok mitokondriális diszfunkciója kisebb mértékű laktátfogyasztást eredményezhet az energiatermelés során, felhalmozódása pedig potenciálisan károsodott tanulási és memóriafunkciókhoz vezethet. De a laktáttermelés szükséges a memória kialakulásához is, így a csökkent szint is hozzájárulhat a diszfunkcióhoz.
Összességében a szerzők szerint az eredmények azt mutatják, hogy az agyi pH és a laktátszint változásai, még akkor is, ha a változások előnyösek, biológiai markerekként szolgálhatnak a kognitív károsodással járó neuropszichiátriai rendellenességek azonosításához.
"A jövőbeli vizsgálatok középpontjában olyan kezelési stratégiák feltárása áll, amelyek hatékonyak az agyi pH-változásokkal rendelkező különböző állatmodellekben" - mondja Miyakawa.
"Ez jelentősen hozzájárulhat a személyre szabott kezelések kifejlesztéséhez az agyi energiametabolizmusban bekövetkező specifikus változásokkal jellemezhető betegcsoportok számára."
A kutatás eredményeit az eLife folyóiratban publikálták.
