Naukowcy z USA ustalili, że oddychanie spalinami z samochodów lub powietrzem spowitym smogiem po pożarach, może prowadzić do problemów z pamięcią. Także do choroby Alzheimera.
Badacze z kalifornijskiego instytutu Scripps Research odkryli, jak chemiczna zmiana mózgu zakłóca normalne funkcjonowanie komórek mózgowych. Mogą ją wywołać stany zapalne i starzenie się, czyli naturalne zjawiska dotykające nas wszystkich. Ale jak wynika z badania opublikowanego w prestiżowym czasopiśmie PNAS – jej źródeł jest więcej.
Za wywołanie zmiany chemicznej mogą odpowiadać też toksyny znajdujące się w zanieczyszczonym powietrzu (w tym dym z pożarów lasów, które w wielu krajach są dużym problemem), pestycydach i przetworzonym mięsie.
Od toksyn po Alzheimera
Wspomniana zmiana to tzw. S-nitrozacja – proces chemiczny, w którym cząsteczka związana z tlenkiem azotu (NO) wiąże się z atomami siarki (S) w białkach. Tlenek azotu występuje naturalnie w organizmie i jest wytwarzany w odpowiedzi na stymulację elektryczną lub stan zapalny, ale powstaje również w nadmiarze w odpowiedzi na małe cząstki stałe (PM2,5) i związki azotanowe (NOx).
W nowym badaniu naukowcy sprawdzili wpływ S-nitrozacji na białko CRTC1. Wybrali je nieprzypadkowo, bo jest to białko pomagające regulować geny mające kluczowe znaczenie dla tworzenia i utrzymywania połączeń między komórkami mózgowymi. Czyli dla uczenia się i pamięci długotrwałej.
Wykorzystując hodowane komórki mózgowe myszy i ludzi, naukowcy najpierw potwierdzili, że nadmiar tlenku azotu prowadzi do S-nitrozacji białka. Następnie odkryli, że ta chemiczna modyfikacja zapobiega wiązaniu CRTC1 z innym krytycznym białkiem regulującym mózg, CREB. W rezultacie inne geny niezbędne do tworzenia połączeń między neuronami nie zostały pobudzone. Ostatecznie prowadzi to do śmierci komórkowej.
– Jest to ścieżka, która wpływa na pamięć i jest bezpośrednio powiązana z chorobą Alzheimera u ludzi – tłumaczy prof. Stuart Lipton, naukowiec Scripps Research i główny autor badania.
Pomoże w tworzeniu leków?
To właśnie prof. Litpon ponad 20 lat temu odkrył proces S-nitrozacji. Prowadzone przez niego grupy badawcze w przeszłości wykazały też, że reakcja ta przyczynia się do niektórych form raka, autyzmu, choroby Parkinsona i innych schorzeń.
Nowe badanie opublikowane w PNAS wykazało jednocześnie, że zablokowanie S-nitrozacji białka CRTC1 częściowo odwróciło objawy utraty pamięci. Wprowadzenie odpowiednio zmodyfikowanego białka do ludzkich komórek nerwowych zapobiegło objawom choroby, w tym zanikowi połączeń pomiędzy nimi i zmniejszeniu ich przeżywalności. W przypadku mysich modeli choroby Alzheimera efektem była zaś aktywacja genów wymaganych do tworzenia pamięci i zdolności mózgu do wzmacniania połączeń między neuronami.
– Moglibyśmy niemal całkowicie uratować szlaki molekularne zaangażowane w tworzenie nowych wspomnień. Może to mieć realne znaczenie w leczeniu choroby Alzheimera i potencjalnie innych chorób neurologicznych – komentuje prof. Lipton.
- Czytaj także: Ruszyło wiosenne sprzątanie polskich miast. Naukowcy: raz w roku to błąd, chodzi o zdrowie
Trzeba zadbać o powietrze
Naukowcy ze Scripps Research zauważają, że ich odkrycia mogą również pomóc wyjaśnić, dlaczego ryzyko choroby Alzheimera wzrasta wraz z wiekiem.
Starzenie się samo z siebie prowadzi do zwiększonego stanu zapalnego i wyższych poziomów NO, a jednocześnie osłabienia mechanizmów obronnych organizmu. Przy dodatkowym narażeniu na toksyny obecne w zanieczyszczonym powietrzu, przetworzonym mięsie czy pestycydach, ryzyko poważnych komplikacji zdrowotnych rośnie.
– Wiele badań udowadnia, że narażenie na zanieczyszczenie powietrza wiąże się ze zwiększonym ryzykiem pogorszenia funkcji poznawczych, szczególnie w chorobie Alzheimera. Podczas gdy naukowcy wskazują na coraz silniejszy związek i możliwe mechanizmy tego oddziaływania, już teraz musimy podejmować kroki by ograniczyć narażenie na zanieczyszczenie powietrza dla zdrowia każdego z nas – mówi w rozmowie ze SmogLabem Weronika Michalak, dyrektorka HEAL Polska.
Zwraca też uwagę na nowe regulacje, która nakładają na unijne państwa obowiązek wyraźnej poprawy jakości powietrza. – Do 2030 r. Polska musi spełnić standardy nowej Dyrektywy Powietrznej, by zapobiec tysiącom przedwczesnych zgonów oraz milionom przypadków chorób, związanych bezpośrednio z narażeniem na zanieczyszczenie powietrza – zaznacza ekspertka.
–
Zdjęcie tytułowe: Gorodenkoff/Shutterstock
