Alzheimerin tauti: Tutkijat löytävät iltaisen levottomuuden syyn
Uusi tutkimus on paljastanut biologisen kellopiirin, joka voi selittää, miksi Alzheimerin tautia tai muita dementian muotoja sairastavat voivat tulla levottomammiksi tai aggressiivisemmiksi alkuillasta.
Tutkijat toivovat, että heidän löytönsä johtavat uusiin hoitoihin, jotka auttavat rauhoittamaan aggressiivisuutta ja levottomuutta, jonka Alzheimerin tautia ja muita neurodegeneratiivisia sairauksia sairastavat henkilöt kokevat yleensä osana "auringonlaskua".
Tutkimuksessa hiiristä, jotka he raportoivat päiväkirjassa Luonto-neurotiede, he selittävät ensimmäistä kertaa, kuinka biologinen kello kytkeytyy aivosoluihin tai neuroneihin, jotka hallitsevat aggressiota.
"Tutkimme biologisen kellon aivopiirejä", toteaa vanhempi tutkimuksen kirjoittaja professori Clifford B.Saper, neurologian osaston puheenjohtaja Beth Israel Deaconess Medical Centerissä Bostonissa, Massachusetts, "löysi yhteyden neuronipopulaatioon, jonka tiedetään aiheuttavan väkivaltaisia hyökkäyksiä uroshiirillä stimuloituna".
Mikä on auringonlasku?
Auringonlasku on tila, joka nähdään tyypillisesti Alzheimerin tautia sairastavilla ihmisillä, kun käyttäytyminen muuttuu levottomaksi, kiihtyneeksi ja aggressiiviseksi sekaannuksen kanssa.
Sen nimi on johdettu siitä, että se yleensä alkaa tai pahenee myöhään iltapäivällä tai aikaisin illalla - kun aurinko laskee ja päivänvalo alkaa hiipua. Valitettavasti tämä on usein aikaa, jolloin hoitajat ovat väsyneitä ja tarvitsevat tauon.
Emme vielä tiedä tarkalleen, mikä aiheuttaa auringonlaskun. Ehdotettuja mahdollisuuksia ovat masennus, liiallinen väsymys, kipu tai jopa ikävystyminen, nälkä ja jano.
Uuden tutkimuksen taustalla olevat tutkijat päättivät tutkia toisen mahdollisuuden: että neurodegeneratiivisten sairauksien, kuten Alzheimerin taudin, aiheuttamat aivojen muutokset häiritsevät biologista kelloa.
He olivat erityisen kiinnostuneita selvittämään, "säätykö kello suoraan aggressiivista käyttäytymistä" vai ei.
Biologiset kellot ja vuorokausirytmi
Biologiset kellot ovat spesifisiä proteiiniryhmiä, jotka kommunikoivat melkein jokaisen elimen ja kehon suurimman osan kudosten solujen kanssa.
Ne reagoivat valon ja pimeyden muutoksiin ympäristössä ja synnyttävät vuorokausirytmiä - fyysisiä, käyttäytymis- ja henkisiä muutoksia, jotka "seuraavat päivittäistä kiertoa".
Suurimmalla osalla elävistä aineista mikrobeista kasveihin ja eläimiin kuuluu vuorokausirytmit. Esimerkiksi päivällä hereillä ja yöllä nukkuminen on vuorokausirytmi, joka syntyy biologisista kelloista, jotka reagoivat organismin ympäristön valotason muutoksiin.
Tutkijat ovat havainneet, että biologisten kellojen eri komponentteja tuottavat ja hallitsevat geenit ovat suurelta osin samanlaisia ihmisillä, hiirillä, hedelmäkärpäillä, sienillä ja monilla muilla organismeilla.
Vaikka biologisia kelloja löytyy melkein kaikkialta kehosta, ne kaikki synkronoidaan aivojen "pääkellon" avulla.
Ihmisillä, hiirillä ja muilla selkärankaisilla pääkello sijaitsee suprakiasmaattisessa ytimessä, joka on neuroniryhmä aivojen hypotalamuksen alueella. Klusteri sisältää noin 20000 solua ja vastaanottaa signaaleja suoraan silmistä.
Päivittäinen aggressiokuvio
Tutkimusta varten professori Saper ja hänen kollegansa mittaivat urospuolisten hiirten välisen vuorovaikutuksen tiheyden ja voimakkuuden, kun "asuvat hiiret" puolustivat aluettaan "tunkeilijahiiriä" vastaan, jotka tuotiin heidän häkkeihinsä eri vuorokaudenaikoina.
He kertoivat ensimmäistä kertaa julkaistussa tutkimuksessa, että hyökkääjiin kohdistuvat hyökkäykset osoittivat vuorokauden aggressiivisuutta - toisin sanoen niiden voimakkuus ja taajuus riippuivat vuorokaudesta.
"Hiiret", selittää professori Saper, "olivat todennäköisemmin aggressiivisia aikaisin illalla valojen sammumisen aikana ja vähiten aggressiivisia aikaisin aamulla valojen ympärillä."
"Näyttää siltä, että aggressiivisuus", hän jatkaa, "kerääntyy hiiriin valaistusjakson aikana ja saavuttaa huippunsa valojakson lopussa."
Toisessa kokeiden sarjassa tutkijat manipuloivat hiirien pääbiologista kelloa säätämällä geenejä sitä säätelevissä neuroneissa.
He havaitsivat, että kun he estivät pääkellon hermosoluja kykenemästä tekemään tiettyä kemiallista lähetintä tai välittäjäainetta, hiiret menettivät vuorokausirytmin. Aggressiivisuus pysyi korkealla koko ajan, eikä siinä ollut ylä- ja alamäkiä.
Sitten tutkijat käyttivät optogenetiikkaa kutsuttua työkalua kartoittamaan mukana olevat aivopiirit. Työkalu käyttää laservaloa stimuloimaan ja deaktivoimaan kohdistettuja aivosoluja.
Biologinen kello sidottu aggressiohermoneihin
Tutkijat löysivät kaksi rinnakkaista virtapiiriä, jotka yhdistävät biologisen kellon aivojen osa-alueeseen, jota kutsutaan "ventromediaalisen hypotalamuksen ventrolateraaliseksi osaksi", jonka tiedetään säätelevän aggressiota. Neuronien stimulointi saa hiiret väkivaltaisiksi ja aggressiivisiksi.
He päättelevät, että niiden tulokset paljastavat "toiminnallisen" piirin, jonka kautta "suprakiasmaattinen ydin [pääkello] säätelee aggressiota".
Mallit, joita he havaitsivat hiirissä, sanoo professori Saper, "jäljittelevät potilaiden havaittua lisääntynyttä aggressiivisuutta auringonlaskun aikana".
Tämä viittaa siihen, että piiri on jollakin tavalla vaurioitunut neurodegeneratiivisissa sairauksissa, kuten Alzheimerin taudissa, hän toteaa.
Lisätutkimukset siitä, miten tämä biologinen kellopiiri muuttuu Alzheimerin tautia sairastavilla ihmisillä, voisi olla erittäin hyödyllistä potilaiden ja hoitajien elämänlaadun parantamiseksi.
"Auringonlasku on usein syy siihen, että potilaat on laitettava laitokseen, ja jos lääkärit pystyvät hallitsemaan tätä virtapiiriä aggressiivisuuden minimoimiseksi päivän lopussa, potilaat voivat pystyä elämään kotona pidempään."
Professori Clifford B.Saper
