Khoa học - Y dược

Canxi mất cân bằng trong tế bào não có thể gây ra bệnh Alzheimer (24/02/2017)

Trong nghiên cứu mới điều trò về vai trò sản xuất canxi trong bệnh Alzheimer. Quá trình thoái hóa thần kinh có thể do mất cân bằng canxi trong tế bào não.

Các ty thể đôi khi được xem như là “nhà máy năng lượng của tế bào”, có cấu trúc nhỏ, để chuyển hóa năng lượng từ thức ăn thành tế bào nhiên liệu. Bên trong ty thể của một tế bào não nào đó, các ion canxi kiểm soát số lượng năng lượng được tạo ra để não bộ thực hiện chức năng. Một số nghiên cứu trước đây cho thấy, việc sản xuất quá mức canxi có thể khiến các tế bào thần kinh bị chết, vì vậy việc mất cân bằng canxi cùng với quá trình thoái hóa thần kình có liên quan đến bệnh Alzheimer.

Mặc dù cho đến nay các cơ chế chính xác dẫn đến bệnh Alzheimer-có liên quan đến thoái hóa thần kinh và mất cân bằng canxi trong ty thể vẫn chưa được biết rõ. Tuy nhiên, nghiên cứu mới do Pooja Jadiya, nghiên cứu sinh bậc sau tiến sỹ tại Trường Đại học Temple, Philadelphia, PA đã làm sáng rỏ được sự liên đới này.

Nghiên cứu này do nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Translational Medicine thuộc Trường Đại học Temple thực hiện và các kết quả nghiên cứu đã được trình bày tại Hội nghị Biophysical Society lần thứ 61 ở New Orleans, LA.

Thực hiện các phân tích canxi trong não người, mô hình chuột và cấy tế bào

Jadiya và các đồng nghiệp đã nghiên cứu các mẫu não của các bệnh nhân Alzheimer, một mô hình chuột biến đổi gen để sao chép các triệu chứng giống bệnh Alzheimer, và một dòng tế bào đột biến bị nhiễm bệnh Alzheimer.

Họ đã nghiên cứu những thay đổi ty thể trong quá trình xử lý canxi, cùng với sự sản sinh các loài oxygen phản ứng ROS (ROS gồm ba loài chất oxy hóa đó là Superoxid , hydro peroxid (H2O2) và hydroxyl), sự trao đổi chất của protein tiền chất dạng tinh bột hoạt động tích cực, các điện thế màng, và các tế bào chết. Họ cũng xem xét sự hoạt hóa của các khe rỗng chuyển pha thấm trong các ty thể và quá trình phosphorin hóa oxy.

Trong bộ não khỏe mạnh, các ion canxi cho phép ti thể của tế bào thần kinh ngăn chặn sự gia tăng quá mức. Protein vận chuyển - có tên gọi là chất trao đổi canxi-natri của ti thể - có thể kích hoạt quá trình này.

Trong mô bị ảnh hưởng của bệnh Alzheimer, Jadiya và nhóm nghiên cứu đã phát hiện thấy mức chất trao đổi canxi - natri là cực thấp. Trên thực tế, protein này rất thấp đến mức rất khó để phát hiện ra nó.

Nhóm nghiên cứu đưa ra một giả thiết rằng điều này có thể là sự sản xuất dư thừa của ROS, dẫn đến thúc đẩy quá trình thoái hóa thần kinh. ROS là các phân tử, có mức độ cao, có thể làm tổn hại các protein, lipit, ADN và vì thế gây stress oxy hóa. Chất trao đổi protein canxi-natri đóng vai trò quan trọng đối với sự tiến triển của bệnh Alzheimer. Nghiên cứu đã tìm thấy một sự tương quan giữa sự suy giảm hoạt hóa của chất trao đổi canxi-natri và sự gia tăng các tế bào chết.

Ngoài ra, trong mô hình chuột, các nhà khoa học phát hiện thấy thực trạng trước khi khởi phát của bệnh Alzheimer, các gen mã hóa chất trao đổi này hoạt động ít hơn đáng kể. Sự giảm sút biểu hiện của gen này tiếp tục cho thấy chất trao đổi protein đóng một vai trò rất quan trọng đối với sự tiến triển của căn bệnh này.

Cuối cùng, các nhà khoa học cũng đã thử nghiệm cơ chế này trong một mô hình nuôi cấy tế bào nhiễm bệnh Alzheimer, bằng cách thúc đẩy các cấp độ của chất trao đổi theo phương pháp nhân tạo.

Giống với giả thuyết đưa ra, các tế bào nhiễm bệnh đã phục hồi tới một điểm mà chúng gần như đồng nhất với các tế bào khỏe mạnh. Hơn nữa, mức độ của adenosine triphosphate (ATP) tăng lên, mức độ ROS giảm, và chỉ có vài tế bào thần kinh bị chết.

ATP là phân tử mang năng lượng, có chức năng vận chuyển năng lượng đến các nơi cần thiết để tế bào sử dụng. Chỉ có thông qua ATP, tế bào mới sử dụng được thế năng hóa học cất giấu trong cấu trúc phân tử hữu cơ.

Theo John Elrod, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Không một nhà nghiên cứu nào phát hiện thấy điều này trước khi sử dụng các hệ thống mô hình này. Sự biến đổi canxi trong các ti thể sẽ thúc đẩy phát triển triển bệnh”. Nghiên cứu này cũng sẽ mở ra hướng đi cho các phương pháp điều trị mới, Elrod giải thích.

Hiện nhóm nghiên cứu đang nghiên cứu để thay đổi quá trình thoái hóa thần kinh điền hình của căn bệnh Alzheimer ở chuột bằng cách kích thích biểu hiện gen để mã hóa chất trao đổi canxi-natri. Điều này có thể tạo ra được các loại thuốc hoặc các liệu pháp điều trị gen mới.

Nguồn: http://www.vista.gov.vn