Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Starzenie poznawcze po wstrząsie septycznym to wynik działania cukru dostającego się do hipokampa

Recommended Posts

Utrata pamięci i funkcji poznawczych u osób po wstrząsie septycznym to wynik działania cukru, który w przebiegu wstrząsu jest uwalniany do krwiobiegu i dostaje się do mózgu.

Ten cukier dostaje się do hipokampa, w którym nie powinien się znajdować - podkreśla Robert Linhardt, profesor biokatalizy oraz inżynierii metabolicznej z Rensselaer Polytechnic Institute. Uważamy, że to prowadzi do przebudowy obwodów tej struktury i powoduje utratę pamięci. Obwody neuronalne są [...] uszkadzane albo nieprawidłowo łączone.

Wstrząs septyczny to forma sepsy, czyli specyficznej reakcji organizmu na zakażenie. Jak podkreślają Amerykanie, 1/3 osób hospitalizowanych z powodu sepsy przejdzie wstrząs septyczny, z czego połowa umrze. W 2016 r. zespół, w którego skład wchodził m.in. Linhardt, opracował prosty, ale bardzo dokładny test pozwalający stwierdzić, czy pacjent we wstrząsie septycznym wyzdrowieje, czy umrze.

Test z moczu pozwala ustalić stężenie glikozaminoglikanów (GAG), czyli polisacharydów, które zwykle powlekają komórki wyściełające naczynia krwionośne oraz inne powierzchnie w organizmie. Podczas wstrząsu septycznego ciało "zrzuca" fragmenty tych wielocukrów. Naukowcy zauważyli, że wyższe ich poziomy są prognostykiem śmierci.

W dalszej kolejności ekipa postanowiła sprawdzić, czy istnieje związek między tymi wielocukrami i starzeniem umysłowym występującym po wstrząsie. Badanie, którego wyniki ukazały się w lutowym wydaniu Journal of Clinical Investigations, wykazało, że w czasie wstrząsu septycznego fragmenty pewnego glikozaminoglikanu - siarczanu heparanu - pokonywały barierę krew-mózg i dostawały się do hipokampa, regionu mózgu kluczowego m.in. dla funkcji pamięciowych. Dowody wskazywały, że siarczan heparanu może się wiązać z neurotroficznym czynnikiem pochodzenia mózgowego (ang. brain-derived neurotrophic factor, BDNF), który odgrywa kluczową rolę w hipokampalnym długotrwałym wzmocnieniu synaptycznym (ang. long-term potentation, LTP), a więc procesie odpowiedzialnym za tworzenie pamięci przestrzennej. Naukowcy stwierdzili także, że wyższa zawartość siarczanu heparanu w osoczu pacjentów przyjętych na oddział intensywnej opieki medycznej poprzedzała problemy poznawcze wykrywane 2 tygodnie po wypisie.

By zyskać całkowitą pewność, Amerykanie chcieli jednak udokumentować losy siarczanu heparanu. By dobrze go "widzieć" w morzu innych cukrów z krwiobiegu, zespół Linhardta musiał zsyntetyzować siarczan heparanu oznakowany stabilnym izotopem węgla.

Później wystarczyło przetestować postawioną hipotezę. Badania prowadzono na myszach. Okazało się, że u zdrowych gryzoni w ciągu 20 min 100% oznakowanego siarczanu ulegało wydaleniu z moczem. Nic nie trafiało do mózgu. U myszy ze wstrząsem niewielkie ilości otagowanego siarczanu trafiały jednak do hipokampa.

Teraz znamy przyczynę problemów poznawczych związanych ze wstrząsem. To nam daje jasno określony cel terapeutyczny; potrzebujemy czegoś, co wiąże się z cukrem i go usuwa albo enzymu, który przekształca glikozaminoglikan w związek nieuszkadzający funkcji poznawczych.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z intelowskiej grupy Strategic Offensive Research & Mitigation (STORM) opublikowali pracę naukową opisującą nowy rodzaj pamięci dla procesorów. Pamięć taka miałaby zapobiegać atakom side-channel wykorzystującym mechanizm wykonywania spekulatywnego, w tym atakom na błędy klasy Spectre.
      Wymienienie w tym kontekście dziury Spectre nie jest przypadkiem. Zespół STORM powstał bowiem po tym, jak Intel został poinformowany przez Google'a i niezależnych badaczy o istnieniu dziur Meltdown i Spectre. Przypomnijmy, że są to błędy w architekturze procesorów. Meltdown występuje niemal wyłącznie w procesorach Intela, Spectre dotyczy wszystkich procesorów wyprodukowanych przed rokiem 2019, które wykorzystują mechanizm przewidywania rozgałęzień. Dziura Spectre ma większy wpływ na procesory Intela niż innych producentów.
      Główny rywal Intela, AMD, w dużej mierze poradził sobie z atakami typu Spectre zmieniając architekturę procesorów Ryzen i Epyc. Intel jak dotąd walczy ze Spectre za pomocą poprawiania oprogramowania. To dlatego – jak wykazały testy przeprowadzone przez witrynę Phoronix – średni spadek wydajności procesorów Intela spowodowany zabezpieczeniami przed Spectre jest aż 5-krotnie większy niż w przypadku procesorów AMD.
      Inżynierowie ze STORM opisali nowy rodzaj pamięci dla procesorów, którą nazwali Speculative-Access Protected Memory (SAPM). Ma być ona odporna na obecne i przyszłe ataki typu Spectre i podobne. Członkowie grupy STORM mówią, że większość ataków typu Spectre przeprowadza w tle te same działania, a SAPM ma domyślnie blokować takie operacje, co zapobiegnie obecnym i ewentualnym przyszłym atakom.
      Jak przyznają badacze Intela, zaimplementowanie pamięci SAPM negatywnie wpłynie na wydajność procesorów tej firmy, jednak wpływ ten będzie mniejszy niż wpływ obecnie stosowanych łatek programowych. Mimo że spadek wydajności dla każdego przypadku dostępu do pamięci SAPM jest dość duży, to operacje tego typu będą stanowiły niewielką część operacji związanych z wykonaniem oprogramowania, zatem całkowity koszt będzie niski i potencjalnie mniejszy niż spadek wydajności spowodowany obecnie stosowanymi rozwiązaniami, czytamy w opublikowanym dokumencie.
      SAPM może zostać zaimplementowany zarówno na poziomie adresu fizycznego jak i wirtualnego. W tym drugim przypadku pamięć byłaby kontrolowana z poziomu systemu operacyjnego. Jeśli zaś ten zostałby skompromitowany, a tak się często dzieje, SAPM nie będzie chroniła przed atakiem.
      W opublikowanej pracy czytamy, że jest to praca teoretyczna, dotycząca możliwych implementacji, co oznacza, że całościowa koncepcja nie jest jeszcze gotowa i jeśli w ogóle SAPM powstanie, będzie wymagała długotrwałych szczegółowych testów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Codzienne wstrzykiwanie przez 5 tygodni myszom z chorobą Alzheimera (ChA) 2 krótkich peptydów znacząco poprawia pamięć zwierząt. Terapia ogranicza także zmiany typowe dla ChA: stan zapalny mózgu oraz akumulację beta-amyloidu.
      U myszy, które przechodziły terapię, zaobserwowaliśmy słabsze nagromadzenie blaszek beta-amyloidu oraz zmniejszenie zapalenia mózgu - podkreśla prof. Jack Jhamandas z Uniwersytetu Alberty.
      Odkrycie bazuje na wcześniejszych ustaleniach odnośnie do związku AC253, który może blokować toksyczne oddziaływania beta-amyloidu. Podczas badań ustalono, że AC253 blokuje przyłączanie beta-amyloidu do pewnych receptorów komórek mózgu.
      Okazało się jednak, że choć AC253 zapobiega akumulacji beta-amyloidu, przez szybki metabolizm w krwiobiegu jest problem z jego docieraniem do mózgu. Wskutek tego, by terapia AC253 była skuteczna, potrzeba dużych ilości tego związku, co jest niepraktyczne i może zwiększyć ryzyko rozwoju odpowiedzi immunologicznej na leczenie. Teoretycznie mogłoby pomóc przekształcenie AC253 z formy wstrzykiwalnej w doustną tabletkę, ale AC253 jest zbyt złożony, by problem dało się rozwiązać w ten sposób.
      Jhamandas wpadł więc na pomysł, by "przeciąć" AC253 na dwa fragmenty i sprawdzić, czy można stworzyć dwie mniejsze nici peptydowe, które blokowałyby beta-amyloid w podobny sposób jak AC253. Podczas serii testów na genetycznie zmodyfikowanych myszach Kanadyjczycy odkryli dwa krótsze fragmenty AC253, które replikowały prewencyjne i regeneracyjne właściwości większego peptydu.
      Następnie naukowcy wykorzystali modelowanie komputerowe i sztuczną inteligencję do prac nad drobnocząsteczkowym lekiem. Zespół koncentruje się na wytworzeniu zoptymalizowanej doustnej wersji, tak by mogły się zacząć testy kliniczne na ludziach. Jhamandas podkreśla, że leki drobnocząsteczkowe są preferowane, bo taniej je wyprodukować, a poza tym mogą one być zażywane doustnie i łatwiej dostają się do mózgu z krwią.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Strach, który wywołują drapieżniki, może pozostawiać trwałe zmiany w obwodach neuronalnych dzikich zwierząt i wywoływać w ten sposób utrzymujące się bojaźliwe zachowania. Przypomina to zjawiska obserwowane w przebiegu zespołu stresu pourazowego (PTSD).
      Zespół Liany Zanette z Uniwersytetu Zachodniego Ontario wykazał, że wpływ kontaktu z drapieżnikami na mózgowe obwody strachu utrzymuje się poza okres występowania natychmiastowej reakcji "walcz lub uciekaj" i jest mierzalny nawet po ponad tygodniu. Dzieje się tak, mimo że w międzyczasie zwierzęta przebywają w naturalnych warunkach środowiskowych i społecznych.
      Uzyskane przez nas wyniki mają ogromne znaczenie dla naukowców zajmujących się badaniami biomedycznymi, zdrowiem psychicznym i ekologów. Stanowią bowiem poparcie dla stwierdzenia, że PTSD nie jest czymś nienaturalnym i pokazują, że trwałe skutki strachu wywołanego przez drapieżniki, które zapewne wpływają na rozrodczość i przeżywalność, to coś normalnego w świecie zwierząt.
      Zachowanie wspomnień zagrażających życiu spotkań z drapieżnikami jest korzystne ewolucyjnie, jeśli pomaga jednostce unikać w przyszłości takich zdarzeń. Autorzy coraz większej liczby badań biomedycznych przekonują, że w takim świetle PTSD stanowi koszt dziedziczenia prymitywnego ewolucyjnie mechanizmu, który przedkłada przeżycie nad jakość życia.
      Ekolodzy zauważają z kolei, że drapieżniki mogą wpływać na liczebność ofiar, nie tylko je zabijając, ale i strasząc. W ramach wcześniejszych badań ekipa Zanette wykazała, na przykład, że przestraszeni rodzice słabiej radzą sobie z opieką nad młodymi.
      W najnowszym studium wzięły udział schwytane sikory jasnoskrzydłe (Poecile atricapillus). Przez 2 dni pojedynczym osobnikom (15 samcom i 12 samicom) odtwarzano wokalizacje drapieżników albo niedrapieżników. Później ptaki trafiały do stada, które przez tydzień przebywało na zewnątrz i nie było wystawiane na żadne wskazówki eksperymentalne. Utrzymujące się bojaźliwe zachowania badano, mierząc u wylosowanych 15 ptaków reakcje na zawołania alarmowe P. atricapillus. Wpływ na mózgowe obwodu strachu określano zaś, mierząc poziom pewnego czynnika transkrypcyjnego w ciele migdałowatym i hipokampie (chodziło o białko ΔFosB, czyli czynnik transkrypcyjny należący do rodziny Fos).
      Wykorzystane ścieżki dźwiękowe składały się z dźwięków wydawanych albo przez 6 gatunków polujących na sikory białoskrzydłe (krogulca czarnołbistego, krogulca zmiennego, włochatkę małą, myszłowa rdzawosternego, drzemlika i puszczyka kreskowanego), albo przez 6 niezagrażających sikorom gatunków (krzyżówkę, żabę leśną, szarobrewkę śpiewną, dzięcioła kosmatego, dzięcioła włochatego i kowalika czarnogłowego). W głównym eksperymencie wokalizacje odtwarzano za dnia, łącznie przez 5 min w ciągu godziny. Dźwięki pojawiały się w losowych interwałach, przy czym odgłosy każdego z gatunków "nadawano" 1-4-krotnie co 2 godziny.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sok z wiśni polecano przy problemach z zaśnięciem, do zmniejszania bólu stawów i mięśni u chorych z rakiem piersi czy do regeneracji powysiłkowej. Ostatnie badania pokazują, że warto go pić z jeszcze innego powodu: by w starszym wieku poprawić sobie pamięć i funkcje poznawcze.
      Naukowcy z Uniwersytetu Delaware prowadzili badanie, w ramach którego 34 dorosłych w wieku 65-73 lat wylosowano do grup pijących przez 12 tygodni 1) sok z wiśni odmiany Montmorency (480 ml w 2 porcjach porannej i wieczornej) albo 2) tę samą ilość napoju placebo.
      Wszyscy ochotnicy byli generalnie zdrowi (wcześniej nie zdiagnozowano u nich chorób serca, cukrzycy, nowotworu czy zaburzeń psychiatrycznych) i nie zażywali leków, które mogłyby wpłynąć na funkcje mózgu. Badanych poproszono, by zachowali swoją zwykłą dietę i poziom aktywności fizycznej. Przed i po zakończeniu eksperymentu naukowcy analizowali ich funkcjonowanie poznawcze i pamięć subiektywną; wykorzystali do tego różne testy i kwestionariusze.
      Okazało się, że po 12 tygodniach u osób pijących sok wiśniowy wystąpiła poprawa wyników dotyczących zarówno funkcjonowania poznawczego, jak i pamięci subiektywnej. W porównaniu do grupy placebo grupa "wiśniowa" odnotowała 5% wzrost satysfakcji ze swojej zdolności zapamiętywania, a także 4% skrócenie czasu ruchu w próbie na sygnał wzrokowy i 23% obniżenie liczby błędów popełnianych podczas testu wzrokowej pamięci epizodycznej. W porównaniu do wyników wyjściowych udokumentowano z kolei 3% poprawę przedłużonej koncentracji i 18% zmniejszenie liczby błędów popełnianych podczas testu roboczej pamięci przestrzennej.
      [...] Korzystny wpływ soku wiśniowego można powiązać z jego bioaktywnymi składnikami, np. polifenolami czy antocyjanami. Niewykluczone, że wynika on również z potencjału wiśni do obniżania ciśnienia, który stwierdzono w ramach wcześniejszego studium na tej samej populacji; ciśnienie krwi może bowiem wpływać na dopływ krwi do mózgu - wyjaśnia prof. Sheau Ching Chai.
      Wskaźnik przestrzegania wytycznych wynosił 94,2%, co sugeruje, że ludzie są w stanie dodać picie soku dwa razy dziennie do swojego planu dnia.
      Naukowcy podkreślają, że na razie próba była nieduża i potrzeba dłuższych badań na większej liczbie osób.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Aktywność fizyczna dobrze wpływa na nasze zdrowie. Najnowsze badania sugerują zaś, że ma też ona pozytywny wpływ na pamięć i uczenie się.
      Neurolodzy z Oregon Health & Science University (OHSU) zauważyli, że krótka intensywna aktywność fizyczna u myszy bezpośrednio wpływa na aktywność mózgu, który zwiększa liczbę połączeń pomiędzy neuronami w hipokampie.
      Aktywność fizyczna niewiele kosztuje, nie musisz mieć do tego karty wstępu na salę czy biegać po kilkanaście kilometrów, mówi jeden z autorów badań, doktor Gary Westbrook.
      Już wcześniejsze badania na ludziach i zwierzętach wskazywały, że regularne ćwiczenia pozytywnie wpływają na ogólne zdrowie mózgu. Jednak trudno było oderwać ten wpływ od wpływu na inne organy. Na przykład wiadomo, że ćwiczenia fizyczne wpływają pozytywnie na układ krążenia, co powoduje lepsze natlenienie całego organizmu, w tym mózgu. Nie można było więc wykluczyć, że mamy tutaj do czynienia z wpływem pośrednim.
      My, jako neurolodzy, nie przejmowaliśmy się wpływem ćwiczeń na mięśnie czy serce. Chcieliśmy wiedzieć, czy istnieje bezpośredni związek pomiędzy aktywnością fizyczną a korzyściami dla mózgu, mówi Westbrook.
      Naukowcy zaprojektowali więc badania, w ramach których badali reakcję mózgu myszy na pojedyncze epizody intensywnych ćwiczeń. Mysz, która prowadziła mało aktywny tryb życia, była umieszczana w kołowrotku i w ciągu dwóch godzin przebiegała kilka kilometrów.
      Badania wykazały, że takie epizody – odpowiadające wysiłkowi człowieka, który raz w tygodniu zagra z kolegami w koszykówkę lub przejdzie 4000 kroków – prowadziły do zwiększenia liczby synaps w hipokampie. Szczególną uwagę naukowców zwrócił wpływ ćwiczeń na gen Mtss1L, który dotychczas był zwykle ignorowany.
      Gen Mtss1L koduje proteinę, która ma wpływ na elastyczność ścian komórkowych. Naukowcy odkryli, że gdy gen jest aktywowany wskutek krótkich intensywnych ćwiczeń, pobudza on wzrost kolców dendrytycznych, wypustek pokrywających dendryty neuronów. Wykazano też, że wspomaga to proces uczenia się.
      W następnym etapie badań naukowcy chcą połączyć krótkie intensywne epizody ćwiczeń z epizodami nauki, by lepiej zrozumieć wpływ całego procesu na pamięć i uczenia się.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...