Përmbledhje: Mungesa e oksigjenit në tru shkakton një lak reagimi që përfshin glutamatin dhe oksidin nitrik, duke shkaktuar fuqizim afatgjatë të shkaktuar nga anoksia (aLTP). Ky proces prish mekanizmat e rregullt të rritjes së kujtesës, duke shpjeguar potencialisht humbjen e kujtesës pas goditjes. Studimi ofron njohuri për trajtimin e problemeve të kujtesës tek pacientët me goditje në tru.
Faktet kryesore:
- aLTP ndodh gjatë mungesës së përkohshme të oksigjenit në tru, duke dëmtuar kujtesën.
- Glutamati dhe oksidi nitrik formojnë një lak reagimi që mbështet aLTP.
- Ndërprerja e këtij cikli mund të ndihmojë në rivendosjen e funksionit normal të kujtesës pas goditjeve.
Burimi: OIST
Kur mësojmë diçka të re, qelizat tona të trurit (neuronet) komunikojnë me njëra-tjetrën përmes sinjaleve elektrike dhe kimike. Nëse i njëjti grup neuronesh komunikojnë shpesh së bashku, lidhjet midis tyre bëhen më të forta. Ky proces ndihmon trurin tonë të mësojë dhe kujtojë gjërat dhe njihet si fuqizimi afatgjatë ose LTP.
Një lloj tjetër LTP ndodh kur trurit i mungon oksigjeni përkohësisht – fuqizimi afatgjatë i shkaktuar nga anoksia ose aLTP. aLTP bllokon procesin e mëparshëm, duke dëmtuar kështu të mësuarit dhe kujtesën. Prandaj, disa shkencëtarë mendojnë se aLTP mund të përfshihet në problemet e kujtesës që shihen në kushte si goditje në tru.
Studiuesit në Institutin e Shkencës dhe Teknologjisë në Okinawa (OIST) dhe bashkëpunëtorët e tyre kanë studiuar në detaje procesin aLTP. Ata zbuluan se mbajtja e aLTP kërkon aminoacidin glutamat, i cili shkakton prodhimin e oksidit nitrik (NO) si në neuronet ashtu edhe në enët e gjakut të trurit. Ky proces formon një lak pozitiv të reagimit glutamate-NO-glutamate.
Studimi i tyre, i publikuar në iShkencatregon se prania e vazhdueshme e aLTP mund të pengojë potencialisht proceset e forcimit të kujtesës së trurit dhe të shpjegojë humbjen e kujtesës të vërejtur në disa pacientë pas përjetimit të një goditjeje.
Përgjigja e trurit ndaj oksigjenit të ulët
Kur ka mungesë të oksigjenit në tru, glutamati, një neurotransmetues, lirohet nga neuronet në sasi të mëdha. Ky glutamat i rritur shkakton prodhimin e NO. NO i prodhuar në neurone dhe enët e gjakut të trurit nxit çlirimin e glutamatit nga neuronet gjatë aLTP. Ky lak glutamate-NO-glutamate vazhdon edhe pasi truri merr mjaftueshëm oksigjen.
“Ne donim të dinim se si varfërimi i oksigjenit ndikon në tru dhe se si ndodhin këto ndryshime,” tha Dr. Han-Ying Wang, një studiues në ish Njësinë e Funksionit Synaptik Qelizor dhe Molekular në OIST dhe autori kryesor i studimit.
“Dihet se oksidi nitrik është i përfshirë në çlirimin e glutamatit në tru kur ka mungesë oksigjeni, por mekanizmi ishte i paqartë.”
Gjatë një goditjeje, kur truri është i privuar nga oksigjeni, amnezia – humbja e kujtimeve të fundit – mund të jetë një nga simptomat. Hetimi i efekteve të mungesës së oksigjenit në tru është i rëndësishëm për shkak të përfitimeve të mundshme medicinale.
“Nëse ne mund të kuptojmë se çfarë po shkon keq në ato neurone kur ata nuk kanë oksigjen, kjo mund të tregojë në drejtimin se si të trajtohen pacientët me goditje në tru,” Dr. Patrick Stoney, një shkencëtar në Njësinë e Neuroshkencës ndijore dhe të sjelljes të OIST dhe ish-anëtar i Njësia e Funksionit Sinaptik Qelizor dhe Molekular, shpjegohet.
Indet e trurit nga minjtë u vendosën në një zgjidhje të kripur, duke imituar mjedisin natyror në trurin e gjallë. Normalisht, kjo zgjidhje është e oksigjenuar për të përmbushur kërkesat e larta të oksigjenit të indeve të trurit. Megjithatë, zëvendësimi i oksigjenit me azot i lejoi studiuesit të privonin qelizat nga oksigjeni për një kohë të saktë.
Më pas indet u ekzaminuan nën një mikroskop dhe mbi to u vendosën elektroda për të regjistruar aktivitetin elektrik të qelizave individuale. Qelizat u stimuluan në një mënyrë që imiton se si do të stimuloheshin te minjtë e gjallë.
Ndalimi i kujtesës dhe aktivitetit mësimor
Shkencëtarët zbuluan se mbajtja e aLTP nuk kërkon prodhimin e JO-së si në neuronet ashtu edhe në enët e gjakut në tru. Shkencëtarët bashkëpunues nga Njësia e Neuroimazhimit Optik të OIST treguan se përveç neuroneve dhe enëve të gjakut, aLTP kërkon aktivitetin e astrociteve, një lloj tjetër qelize të trurit. Astrocitet lidhin dhe mbështesin komunikimin midis neuroneve dhe enëve të gjakut.
“Mirëmbajtja afatgjatë e aLTP kërkon sintezë të vazhdueshme të oksidit nitrik. Sinteza e NO është e vetëqëndrueshme, e mbështetur nga laku i NO-glutamatit, por duke bllokuar hapat molekularë për sintezën e NO-së ose ato që nxisin lirimin e glutamatit përfundimisht prishin lakun dhe ndalojnë aLTP-në,” Prof. Njësia e Funksionit Synaptik në OIST, shpjegohet.
Veçanërisht, proceset qelizore që mbështesin aLTP ndahen nga ata që janë të përfshirë në forcimin e kujtesës dhe të mësuarit (LTP). Kur aLTP është i pranishëm, ai rrëmben aktivitetet molekulare të kërkuara për LTP dhe heqja e aLTP mund të shpëtojë këta mekanizma të rritjes së kujtesës.
Kjo sugjeron që aLTP-ja afatgjatë mund të pengojë formimin e kujtesës, duke shpjeguar ndoshta pse disa pacientë kanë humbje të kujtesës pas një goditjeje të shkurtër.
Prof. Takahashi theksoi se formimi i një unaze reagimi pozitiv të formuar midis glutamatit dhe NO kur truri është i privuar përkohësisht nga oksigjeni është një gjetje e rëndësishme. Ai shpjegon aLTP-në afatgjatë dhe mund të ofrojë një zgjidhje për humbjen e kujtesës të shkaktuar nga mungesa e oksigjenit.
Rreth këtij lajmi për kërkimin e kujtesës dhe neuroshkencës
Autori: Tomomi Okubo
Burimi: OIST
Kontaktoni: Tomomi Okubo – OIST
Imazhi: Imazhi është kredituar për Neuroscience News
Hulumtimi origjinal: Qasje e hapur.
“LTP hipokampale e induktuar nga anoksia prodhohet në mënyrë rigjeneruese nga glutamati dhe oksidi nitrik nga boshti neuro-glial-endotelial” nga Han-Ying Wang et al. iShkenca
Abstrakt
LTP hipokampale e induktuar nga anoksia prodhohet në mënyrë rigjeneruese nga glutamati dhe oksidi nitrik nga boshti neuro-glial-endotelial
Pikat kryesore
- Glutamati i ngritur nga anoksia nxit lirimin e evokuar të glutamatit nëpërmjet sintezës ·NO
- Aktivizimi i receptorit NMDA shkakton çlirimin e NO nga neuronet dhe endoteli vaskulare
- Glutamati aktivizon sintezën endoteliale ·NO nëpërmjet Ca astrocitike2+ dhe D-serine
- Lirimi i qëndrueshëm i glutamatit i shkaktuar nga anoksia bllokon LTP-në e nxitur nga stimulimi i lidhur me kujtesën
Përmbledhje
Anoksia kalimtare shkakton amnezi dhe vdekje neuronale. Kjo i atribuohet çlirimit të zgjeruar të glutamatit dhe modelohet si fuqizim afatgjatë i induktuar nga anoksia (aLTP). aLTP ndërmjetësohet nga receptorët glutamate dhe oksidi nitrik (·NO) dhe mbyll LTP-në e nxitur nga stimulimi.
Ne identifikuam një kaskadë sinjalizuese në rrjedhën e poshtme të ·NO që çon në çlirimin e glutamatit dhe një lak glutamate-·NO që rrit në mënyrë rigjeneruese aLTP. aLTP në minjtë me nokaut entotelial ·NO sintaza (eNOS) dhe bllokimi i aktivitetit neuronal NOS (nNOS) sugjeroi që të dy nNOS dhe eNOS kontribuojnë në aLTP.
Rezultati i imuno-ngjyrosjes tregoi se eNOS shprehet kryesisht në endotelin vaskulare. Anoksia kalimtare shkaktoi një Ca afatgjatë2+ ngritje në astrocitet që pasqyrojnë aLTP.
Bllokimi i metabolizmit të astrociteve ose shterimi i ligandit të receptorit NMDA D-serina shfuqizoi aLTP-në e varur nga eNOS, duke sugjeruar që Ca astrocitike2+ ngritja stimulon çlirimin e D-serinës nga fundi i këmbëve në endoteli, duke çliruar në këtë mënyrë ·NO të sintetizuar nga eNOS. Kështu, boshti neuro-glial-endotelial është i përfshirë në rritjen afatgjatë të çlirimit të glutamatit pas anoksisë kalimtare.