Раскрыты нарушения в обмене веществ в нейронах людей с синдромом Дауна
ТАСС, 13 декабря. Изучение особенностей метаболизма нервных клеток людей с синдромом Дауна показало, что в их нейронах нарушен кислотно-щелочной баланс и замедлен процесс окисления питательных веществ. Результаты исследования опубликовал научный журнал Biomedicines, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда.
Читайте также
Генетики выяснили, почему носители синдрома Дауна редко страдают от твердых опухолей
"Мы использовали разработанную нами методику флуоресцентной микроскопии для неинвазивных наблюдений за метаболизмом нервных клеток с лишней 21-й хромосомой. Эти опыты впервые показали, что нейроны людей с синдромом Дауна получают энергию посредством гликолиза, тогда как в здоровых нервных клетках это происходит в результате кислородного окисления сахаров", - пишут исследователи.
Синдром Дауна - самая распространенная причина развития слабоумия и прочих проблем с работой мозга человека. Все нарушения в умственном развитии у его носителей возникают по той причине, что в их ДНК содержится не две, а три копии 21-й хромосомы. В результате этого нарушается работа генов, отвечающих за формирование и работу мозга, из-за чего их носители отстают от сверстников в умственном развитии с самых первых дней жизни.
Группа российских ученых под руководством заведующей лабораторией в Приволжском исследовательском медицинском университете (Нижний Новгород) Александры Кашиной впервые детально изучила то, к каким сбоям в работе метаболизма нервных клеток приводит появление лишний копии 21-й хромосомы у носителей синдром Дауна.
Нарушения метаболизма
Для получения подобных сведений исследователи создали метод флуоресцентной микроскопии, который позволяет в режиме реального времени наблюдать за тем, как протекает обмен веществ внутри живых клеток. Для этого ученые встроили в геном нейронов особый участок ДНК, ген SypHer-2, заставлявший их производить белковые молекулы, характер свечения которых сильно меняется при изменениях в кислотно-щелочном балансе окружающей среды.
Используя эти клетки, ученые вырастили два набора сферических конструкций, состоявших из нейронов с нормальным или дефектным набором хромосом. После этого Кашина и ее коллеги поместили эти культуры под флуоресцентный микроскоп и начали наблюдать за тем, как протекал обмен веществ в этих культурах нейронов.
Эти замеры показали, что нервные клетки людей с синдромом Дауна получали энергию преимущественно в результате гликолиза, энергетически неэффективной реакции расщепления сахара, при этом уровень pH внутри них был избыточно-щелочным. Это говорит о серьезных сбоях в работе митохондрий, клеточных энергостанций, которые отвечают за кислородное окисление питательных веществ в здоровых нейронах.
Раскрытие этих нарушений, как надеются ученые, приблизит нейрофизиологов и медиков к пониманию того, как можно подавить последствия развития синдрома Дауна, а также различных нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера, вызывающих схожие перемены в характере обмена веществ в нервных клетках.