Медь как важный элемент головного мозга

Просмотров: 1910

Опубликовано 29.11.2014, 12:22 (мск) Клара Галиева в Неврология, Новости

Очень плохая статьяПлохая статьяТак себе статьяХорошая статьяОтличная статья (Читатели ещё не оценили запись, станьте первым!)
Загрузка...

В последние годы было установлено, что медь играет важную роль в здоровье мозга человека. Неправильное окисление меди связано с некоторыми неврологическими расстройствами, включая болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Менкеса и Уилсона. Медь также определена в качестве важного компонента ферментов, которые активизируют медиаторы головного мозга в ответ на раздражители. Новое исследование показало, что собственный уровень меди также имеет большое значение для здоровья мозга в состоянии покоя.

«Используя новые методы молекулярной визуализации, мы определили медь в качестве динамического модулятора спонтанной активности развития нейронных цепей, которые вызывают активность нейронов без активного стимула, что позволяет цепи адаптироваться», -говорит Крис Чанг (Chris Chang). «Традиционно, медь стала рассматриваться как статический метаболический кофактор, который должен погибнуть в ферментах при защите от активных форм кислорода и свободных радикалов. Мы показали, что динамическая и слабо связанная медь может модулировать активность нейронов и имеет большое значение для нормального развития синапсов».

Хотя человеческий мозг составляет всего лишь 2% от общей массы тела, он потребляет 20% кислорода, поступающего при дыхании. Этот высокий спрос на кислород и окислительный метаболизм привел к тому, что мозг имеет самый высокий уровень меди, а также железа и цинка. За последние несколько лет Чанг и его исследовательская группа в Калифорнийском университете в Беркли разработали ряд флуоресцентных зондов для молекулярной визуализации меди в головном мозге.

«Так как отсутствует мониторинг динамики изменений меди в организме, нам трудно определить, как медь влияет на различные этапы здоровья и болезни», — сказал Чанг. «Мы разрабатываем флуоресцентные зонды, которые смогут показать изменение меди в клетках, тканях или даже в модельных организмах, у таких как мыши и рыбы».

Для этого исследования Чанг и его группа разработали флуоресцентный зонд под названием Copper Fluor-3 (CF 3), который может быть использован для одно- и двухфотонной визуализации ионов меди. Этот новый зонд позволил исследовать потенциальный вклад в клеточную сигнализацию слабосвязанных форм меди в нейронах гиппокампа и тканях сетчатки.

«CF 3 является более гидрофильным зондом по сравнению с другими, он производит равномерное окрашивание и подходит для клеток и тканей», — утверждает Чанг. «Это позволяет нам использовать конфокальные и двухфотонные методы визуализации, вместе с соответствующими красителями (Ctrl-CF3), которым не хватает чувствительности к меди».

Благодаря комбинации CF3 и Ctrl-CF3, исследователи показали, что нейроны и нейронные ткани поддерживают слабосвязанную медь, которая ослаблена хелатированием, чтобы создать то, что называется «лабильный бассейн меди». Целенаправленное разрушение этих неустойчивых бассейнов меди изменяет спонтанную активность нейронов в гиппокампе и сетчатке.

Результаты этого исследования показывают, что нерациональное использование меди в головном мозге связано с болезнью Уилсона и Альцгеймера.

«Наши результаты исследования помогут узнать, нуждается ли пациент в добавках меди или медных энтеросорбентах», — утверждает Чанг. «Эти данные указывают на необходимость разработки молекулярных зондов в качестве пилотных скрининговых инструментов».

ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:

Dodani, Sheel C.; Firl, Alana; Chan, Jefferson; Nam, Christine I.; Aron, Allegra T. et al. (2014) Copper is an endogenous modulator of neural circuit spontaneous activity // PNAS — vol. 111 (46) — p. 16 280−16 285


Клара Галиева (3857 Статей)
Должность - Автор новостного блока. Врач-невропатолог. г. Санкт-Петербург.