Автор исследования Хуан Лерма (Juan Lerma) из Института нейронаук (Institute of Neurosciences) в Аликанте (Испания) с соавторами определили ген под названием GRIK1, основополагающий в балансе между возбуждением и торможением в головном мозге, как одну из причин возникновения проблемы пространственной ориентации у людей с синдромом Дауна. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Актуальность проблемы
Описанный Джоном Лэнгдоном Дауном в 1866 году, синдром Дауна характеризуется наличием дополнительной копии 21 хромосомы, что приводит к ряду проблем со здоровьем.
Ген GRIK1 находится в 21 хромосоме, которая трижды повторяется у людей с синдромом Дауна. Этот конкретный ген играет очень важную роль в коммуникации между нейронами, регулируя высвобождение главного ингибирующего нейротрансмиттера в мозге, называемого ГАМК. Для поддержания нормальной работы мозга необходима сбалансированная регуляция связи между нейронами. Эта взаимосвязь осуществляется через нейротрансмиттеры и может оказывать возбуждающий или тормозной эффект, что эквивалентно ускорителю и тормозу, соответственно, нервной системы.
Высвобождение возбуждающих или ингибирующих нейротрансмиттеров происходит в точках контакта между нейронами, которые называются синапсами. Правильный баланс возбуждающей и тормозной нейротрансмиссии позволяет нервным цепям функционировать должным образом. Патологии, такие как тревога, депрессия, шизофрения, биполярное расстройство или аутизм, имеют общее нарушение баланса возбуждения / торможения в головном мозге.
Результаты научной работы
«Мы обнаружили на мышиной модели синдрома Дауна, что существует проблема дисбаланса между возбуждением и торможением определенных нейронных цепей гиппокампа, структуры мозга, связанной с памятью и ориентацией в пространстве. Этот дисбаланс зависит от GRIK1. Методом генетических манипуляций мы нормализовали GRIK1 в модели синдрома Дауна, устраняя этот дисбаланс между возбуждением и торможением. Когда этот ген нормализуется у трансгенной мыши, проблемы с пространственной памятью исчезают», – объясняет Лерма.
Когда в миндалевидном теле головного мозге происходят изменения в интенсивности синаптической передачи, могут быть затронуты реакции страха или тревоги. По словам Лермы, если изменения в интенсивности передачи происходят в префронтальной коре, это может привести к проблемам в личных отношениях или увеличению агрессивности. Результаты исследования показывают, что дальнейший тормозной дисбаланс в гиппокампе приводит к изменениям, связанным с пространственной памятью, что, вероятно, объясняет дефицит ориентации у людей с синдромом Дауна.
Выводы
Синдром Дауна является наиболее частой генетической причиной нарушения когнитивных функций, поэтому раскрытие физиологических механизмов, ответственных за этот дефицит, является важной задачей.
Авторы другого исследования выяснили генетические факторы риска подагры.
