Новые исследования показали, как микроскопические электрические «ворота» в мозге — NMDA-рецепторы — управляют процессами обучения, памяти и выживания нейронов.
Работа выполнена учёными из Лаборатории Колд-Спринг-Харбор (Cold Spring Harbor Laboratory) в сотрудничестве с исследователями из Университета Эмори (Emory University).
Результаты опубликованы в журнале Nature.
Электрические ворота мозга
Передача сигналов в нервной системе происходит за счёт потоков ионов натрия и кальция.
Именно NMDA-рецепторы (NMDAR) регулируют эти потоки, открываясь и закрываясь в ответ на химические сигналы.
Нарушения в их работе приводят к сбоям в формировании памяти и когнитивным расстройствам, включая болезнь Альцгеймера.
Молекулярный «дверной упор»
Команда профессора Хиро Фурукавы (Hiro Furukawa) впервые получила атомные изображения NMDA-рецепторов с помощью криоэлектронной микроскопии.
Исследователи показали, как естественный нейростероид 24S-гидроксихолестерин (24S-HC) полностью раскрывает канал, обеспечивая свободный поток ионов кальция и натрия, тогда как синтетическое соединение EU1622-240 частично «запирает» его, ограничивая поступление кальция.
«Кальций необходим для памяти и обучения, но его избыток вызывает гибель нейронов. Управляя количеством кальция, мы можем сохранять здоровую активность мозга и предотвращать нейродегенерацию», — отмечает Фурукава.
Новые подходы к лечению
Учёные считают, что возможность «тонкой настройки» NMDA-рецепторов открывает путь к созданию лекарств, которые смогут защищать мозг от повреждений при инсульте, деменции и других нейродегенеративных заболеваниях.
«Можно представить это как дверной упор для мозга — он не даёт дверям закрыться слишком плотно, но и не позволяет распахнуться настежь», — объясняет профессор.
Молекулы памяти и защиты
Понимание того, как различные нейростероиды взаимодействуют с NMDA-рецепторами, поможет создавать препараты, которые избирательно регулируют активность нейронов, сохраняя баланс между обучением и защитой.
📘 Читайте также: Дыхание координирует мозговые ритмы для улучшения памяти во время сна
Литература
“Mechanism of conductance control and neurosteroid binding in NMDA receptors” by Hiro Furukawa et al. Nature
