Субодиниці кальцієвих каналів відіграють головну роль в аутичних розладах

Здатність людського мозку обробляти та зберігати інформацію значною мірою визначається зв'язком між нервовими клітинами. Хімічні синапси в цьому контексті дуже важливі, оскільки вони є інтерфейсом для передачі інформації між окремими нервовими клітинами. Аномалії формування синапсів викликають багато неврологічних розладів, таких як аутизм. Нейробіологи з Університету Йоганнеса Гутенберга в Майнці (JGU) знайшли нові докази того, що конкретні субодиниці кальцієвих каналів відіграють вирішальну роль у розвитку збудливих та гальмівних синапсів.

Субодиниці α2δ по-різному впливають на утворення нових синапсів

Розлад аутистичного спектра - це стан, пов’язаний із порушенням розвитку, яке починається з народження і зазвичай проявляється, коли людина, про яку йде мова, виявляє труднощі в соціальній взаємодії та спілкуванні. Припускають, що основною причиною є порушення синапсової взаємодії між нервовими клітинами.

Результати кількох досліджень вказують на те, що так звані α2δ субодиниці кальцієвих каналів беруть участь у формуванні та точній настройці збудливих та гальмівних нервових клітин, але на сьогоднішній день мало відомо про те, коли і як конкретно є чотири форми α2δ субодиниць. залучені. Саме цим аспектом зараз займається дослідницька група під керівництвом професора Мартіна Хайне з Інституту біології розвитку та нейробіології Майнцського університету. Особливо цікавим є їх дослідження, яке виявило, що дві домінуючі субодиниці α2δ в гіпокампі, α2δ1 і α2δ3, мають різний вплив на синаптогенез у нейрональних мережах.

Для того, щоб дослідити основний механізм, дослідники підготували ізольовані мережі нейронів гіпокампа. Результати показують, що на ранній фазі розвитку нейронних мереж субодиниця α2δ3 сприяє вивільненню гальмівного нейромедіатора, ініціює утворення гальмівних синапсів і стимулює ріст аксонів з гальмівних нейронів. "Субодиниця α2δ3, очевидно, є важливим фактором щодо раннього розвитку нейронних мереж", - пояснив Гейне. На пізніх фазах розвитку та у більш зрілих нейрональних мережах, субодиниця α2δ1 сприяє передачі збудливого стимулу та синаптогенезу.

Зв'язок залежить від узгодженої співпраці між α2δ1 і α2δ3

У своїй статті в Журнал неврології, дослідники запропонували "що формування зв'язку в нейрональних мережах пов'язане з узгодженою взаємодією α2δ1 і α2δ3 субодиниць кальцієвих каналів". Доктор Артур Бікбаєв, один з провідних авторів з JGU, також дійшов висновку, що субодиниці кальцієвих каналів - це молекули, які мають значення для розвитку мозку. Нові дані підтвердили припущення, що існує зв'язок між аберацією в генах, що кодує субодиниці α2δ1 і α2δ3, та розладами аутичного спектру. Також вважається, що дисбаланс у співвідношенні збудливих та гальмівних нейронів є причиною епілептичних нападів, які дуже часто супроводжують розлад аутистичного спектру.

Окрім команди JGU, до проекту також були залучені дослідники з Інституту нейробіології Лейбніца, Університету Мюнстера та Медичного університету Інсбрука.

Більше інформації: Артур Бікбаєв та співавт. Допоміжні α2δ1 та α2δ3 субодиниці кальцієвих каналів сприяють розвитку збудливої та гальмівної нейрональної мережі, Журнал неврології (2020). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1707-19.2020