Syra I hjärnan kopplas till flera neurologiska störningar
Syra i hjärnan kopplas till flera neurologiska störningar
I en global forskningssatsning har forskare upptäckt ett samband mellan ämnesomsättningsproblem i hjärnan och en rad neuropsykiatriska och neurodegenerativa störningar, från autism, till Alzheimers sjukdom med flera.
Trots deras olika symtom involverar dessa tillstånd - såväl som depression, epilepsi, schizofreni, intellektuell funktionsnedsättning och bipolär sjukdom - alla en viss grad av kognitiv försämring och delar ofta genetiska eller metaboliska egenskaper, vilket antyder en gemensam biologisk grund.
Det omfattande samarbetet av International Brain ph Project Consortium, som involverar 131 forskare från 105 laboratorier i 7 länder, identifierade förändringar i hjärnans surhet och laktatnivåer hos djur som nyckeltecken på denna metabola dysfunktion.
"Vi har tidigare visat att sådana förändringar vanligtvis observeras i fem musmodeller av schizofre i, bipolär sjukdom och autism", skriver teamet i sin publicerade artikel.
"Men det finns fortafarande begränsad forskning om detta fenomen i djurmodeller, vilket gör dess allmängiltighet över andra sjukdomsdjurmodeller osäker."
Deras resultat kan leda till nya sätt att diagnostisera och behandla dessa komplexa sjukdomar, som påverkar en stor del av den globala befolkningen.
"Denna forskning kan vara en språngbräda mot att identifiera gemensamma terapeutiska mål för olika neuropsykiatriska sjukdomar", säger molekylär- och cellfysiologen Masayuki Matsushita från University of the Ryukyus i Japan.
Laktatförändringarna påverka informationsöverföringen i neuroner genom att störa den funktionella balansen mellan excitaroriska och hämmande hjärnnätverk. Ökade laktatnivåer i hjärnan kan resultera i lägre ph, vilket bevisligen tyder på är ett annat vanligt inslag i de flesta av de störningar som studeras här.
Genom att undersöka hela hjärnprover av flera djurmodeller, inklusive möss, råttor, kycklingar, några genetiskt modifierade föra att efterlikna olika neuropsykiatriska och neurodegenerativa sjukdomar, fann teamet konsekventa förändringar i hjärnans ph och laktatnivåer.
"Detta är den första och största systematiska studien so utvärderar hjärnans ph och laktatnivåer över en rad djurmodeller för neuropsykiatriska och neurodegenerativa störningar" säger Hideo Hagihara, medicinsk forskare vid Fujita Health University i Japan.
Anmärkningsvärt nog uppvisade omkring 30 procent av de 2294 djuren som studerades, över 109 olika modeller, betydande förändringar i ph och laktatnivåer. Detta innebär att dessa störningar är vanliga i många neuropsykiatriska tillstånd.
djurmodeller som representerar depression inducerad av stress, diabetes eller kolit - som alla leder till högre risk för depression - visade konsekvent mönster av minskat ph och ökade laktatnivåer i hjärnan.
Detta tyder på olika genetiska eller miljömässiga faktorer som kan inducera dessa skillnader, såsom inflammation, kan påverka hjärnans metabolism och bidra till utvecklingen av neuropsykiatriska tillstånd.
Olika svar sågs i autismmodeller, där vissa uppvisade en ökning av ph och en minskning av laktatnivåer medan andra visade det motsatta mönstret. Detta antyder att det kan finnas olika undergrupper av metabola dysfunktioner bland individer med autismspektrumstörningar.
Och i beteendetester noterade teamet ett starkt samband mellan höga laktatnivåer och nedsatt arbetsprestanda, vilket de säger visar att de metabola dysfunktioner direkt kan påverka kognitiva förmågor i olika neuropsykiatriska störningar.
Mitokondriell dysfunktion ör kopplad till flera neuropsykiatriska störningar som ofta uppvisar brister i arbetsminnet som ett vanligt symtom. Mitokondriell dysfunktion i neuroner kan resultera i i mindre laktatförbrukning för energiproduktion, med dess ackumulering potentiellt kan leda till nedsatt inlärnings- och minnesfunktioner.
Mer laktatproduktion är också nödvändig för minnesbildning, så minskade nivåer kan också bidra till dysfunktion.
Sammantaget säger författarna att deras resultat indikerar att förändringar i hjärnans ph och laktatnivåer, även om förändringarna bidrar till en fördel, kan fungera som biologiska markörer för neuropsykiatriska störningar som kommer med kognitiv funktionsnedsättning.
"Framtida studier kommer fokusera på att avslöja behandlingsstrategier som är effektiva i olika djurmodeller med förändringar i hjärnans ph" säger Miyakawa.
"Detta kan avsevärt bidra till att utveckla skräddarsydda behandlingar för patientundergrupper som kännetecknas av specifika förändringar i hjärnans energimetabolism."
Kommentarer
Skicka en kommentar