Способность человеческого мозга обрабатывать и хранить информацию в значительной степени определяется связью между нервными клетками. В этом контексте очень важны химические синапсы, поскольку они представляют собой интерфейс для передачи информации между отдельными нервными клетками. Нарушения образования синапсов вызывают многие неврологические расстройства, такие как аутизм. Нейробиологи из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU) обнаружили новые доказательства того, что определенные субъединицы кальциевых каналов играют решающую роль в развитии возбуждающих и тормозных синапсов.
Субъединицы α2δ по-разному влияют на образование новых синапсов
Расстройство аутистического спектра – это состояние, связанное с нарушением развития, которое начинается с рождения и обычно проявляется, когда рассматриваемый человек проявляет трудности в социальном взаимодействии и общении. Предполагается, что основной причиной является нарушение опосредованного синапсом взаимодействия между нервными клетками.
Результаты нескольких исследований показывают, что так называемые субъединицы α2δ кальциевых каналов участвуют в формировании и тонкой настройке возбуждающих и тормозных нервных клеток, но на сегодняшний день мало что известно о том, когда и как конкретно формируются четыре формы субъединиц α2δ. вовлеченный. Именно этот аспект сейчас рассматривается исследовательской группой под руководством профессора Мартина Гейне из Института биологии развития и нейробиологии Университета Майнца. Что особенно интересно, так это открытие их исследования, что две доминирующие субъединицы α2δ в гиппокампе, α2δ1 и α2δ3, по-разному влияют на синаптогенез в нейронных сетях.
Чтобы исследовать основной механизм, исследователи подготовили изолированные сети нейронов гиппокампа. Результаты показывают, что на ранней стадии развития нейронных сетей субъединица α2δ3 способствует высвобождению тормозного нейромедиатора, запускает образование тормозных синапсов и ускоряет рост аксонов тормозных нейронов. "Субъединица α2δ3, очевидно, является важным фактором в отношении раннего развития нейронных сетей," объяснил Гейне. На более поздних этапах развития и в более зрелых нейронных сетях именно субъединица α2δ1 способствует передаче возбуждающих стимулов и синаптогенезу.
Связь основана на согласованном сотрудничестве между α2δ1 и α2δ3
В своей статье в The Journal of Neuroscience исследователи предложили "что формирование связи в нейронных сетях связано с согласованным взаимодействием субъединиц α2δ1 и α2δ3 кальциевых каналов". Доктор. Артур Бикбаев, один из ведущих авторов из JGU, также пришел к выводу, что субъединицы кальциевых каналов – это молекулы, которые имеют отношение к развитию мозга. Новые данные подтвердили предположение о существовании связи между аберрацией в генах, кодирующих субъединицы α2δ1 и α2δ3, и расстройствами аутистического спектра. Дисбаланс в соотношении возбуждающих и тормозящих нейронов также считается причиной эпилептических припадков, которые очень часто сопровождают расстройство аутистического спектра.
Помимо команды JGU, в проекте также участвовали исследователи из Института нейробиологии им. Лейбница, Университета Мюнстера и Медицинского университета Инсбрука.