神经生物学的基础阿尔茨海默病

虽然阿尔茨海默氏病是一种独特的疾病的定义及其特点的临床病程及病理,它是一个非均质条件与多样的表现形式。 率的认知功能障碍,例如,差别很大,其中个人。 主要特征的阿尔茨海默病的脑病理也各不相同尖锐的人。 虽然发病,当然,事件的顺序可能差别甚大,这似乎有可能,但认为破坏性力量参与,最终衔接造成的神经细胞(神经细胞)的功能障碍,失去联系的神经细胞,及死亡的部分神经细胞。 追求机制,使神经细胞丧失其沟通能力与对方及原因为何选择性神经元死亡是处于核心地位的世界性的科研努力,以发现原因-或成因-阿尔茨海默病的。

有一段时间以来,已知该存活的神经细胞在大脑中,就看的适当运作,许多相互关联的系统。 这些系统可以通过三个方面的神经元活动,他们调制:通信,代谢和修复。 通讯系统所使用的大多数神经元依赖于各种各样的化学品进行信息之间和神经细胞以及为细胞外的神经系统。 通过这一复杂的化学信号传递系统,脑,其作用是作为一个总控中心,让整个身体。 枯竭或由于没有任何的这些化学物质会破坏细胞之间的沟通和干扰了正常的脑功能。

代谢活性的神经元依赖于血液循环提供了一个复杂的系统,既有大和非常小的血管在大脑中。 供应氧气,葡萄糖等养分,以神经细胞是至关重要的健康,生存和正常运转的大脑。 持续减少,供应氧气,可导致细胞死亡。 第三个系统,涉及的维修及清理功能的神经元。 不像其他类型的细胞在人体内,神经细胞不再复制后出生。 相反,他们不断地削弱或消化旧,磨损零件本身及其合成新的蛋白质供替换零件。 这一制度的不断蛋白质合成与降解是细规范,任何干扰,可产生灾难性的后果,为神经细胞的功能。

这三个相互关联的系统,通常工作在同步性。 但是,有时内部(内)的因素,如变化,在个人的营养,免疫,神经内分泌或地位,干预正常运作的一个,这些系统中,从而打乱了微妙的平衡。 另外,外部的(外源性)的因素,如毒素,外伤,或有传染性的代理商可能破坏平衡。 有证据表明,病理可见在阿尔茨海默氏病是与变化,在所有这三个系统。

a.cell到蜂窝通信

  

大脑变化的通信系统最终会影响个人的行为。 行为的影响,酒精消费量,举例来说,是通过介导的变化,在信号转导通路大量的神经细胞。 在案件的具体行为,从老人痴呆症患者-即认知功能障碍和业绩下降-最切身的突发事件,在大脑中有改动,在化学通讯通路内部和之间的神经元。

一个庞大的曲目的化学品-包括神经递质,神经内分泌肽,促生长因子,金属离子,与许多其他国家-是所使用的每一个神经元,为不同类型的沟通,多为多语种个人在一个国际社会可能使用不同的语言,不同的交谈。 在七十年代中期,老年痴呆症,研究人员发现一种酶的必要条件合成一个诸如化学,神经递质乙酰胆碱,是有缺陷的大脑老人痴呆症患者。 这是一个重要发现,因为它提供了第一个环节之间的老年痴呆症和具体的生化缺陷在大脑中。

科学界是特别愿意接受挑战,阿兹海默氏症,在这个时候,因为在此之前的几年,在研究神经递质化学显示,乙酰胆碱神经元(即胆碱能神经元)中发挥重要作用在记忆体。 自从最初发现的一个胆碱赤字,在阿尔茨海默氏症的疾病,它已经表明,这种疾病还涉及到异常等神经递质以及其他化学信号调制神经元活动。 然而,这么多年来,动物研究和分析的人脑组织中取得尸检一贯证实之间的关系,胆碱能财政赤字和记忆损害。

在八十年代初期, "胆碱能假说"的阿兹海默氏症引起极大的乐观表示,胆碱赤字,可进行纠正-与疾病的治愈-通过药理操作。 信心,许多科学家在这一办法的基础上,有明显的相似性之间的老年痴呆症和另一neurodengerative症,柏金逊病,其中神经递质赤字能有所改善,由一个增加,在供应量不足化学品。 在随后几年的一些战略进行了审判,为端正胆碱赤字,在阿尔茨海默氏症的疾病,所有设计,以保持或提高供货的乙酰胆碱增加其合成,促进其释放,在突触(联络点之间的神经细胞) ,或放慢速度的分项数字。 一般而言,这些办法已不能满足他们的初步承诺,尽管温和的成就,在有些病人的时间很短。

1 。承诺和问题,他克林

其中的实验工作涉及的多中心临床试验的tetrahydroaminoacridine (临屋区) 。 这种物质被批准为治疗阿尔茨海默氏病是由美国食品和药物管理局在1993年9月的名义下,他克林(耐) ,尽管有争论,其有效性。 他克林是一种胆碱酯酶抑制剂,其中的一类化合物,减缓退化,或破裂的乙酰胆碱,从而使少量的神经递质是释放,以维持在突触有点比平时要长。 理由是,延长供货乙酰胆碱在突触,将有力地促进信息传递,从一个细胞到另一个。 多项研究各种胆碱酯酶抑制剂表明,在一些老人痴呆症患者,这些化合物做稍微缓慢的速度下降,在性能上有些神经心理测验。 他克林是不是没有缺点,但是。 它似乎并没有帮助所有病人,并能引起肝毒性,这虽然是可以控制的。 我们正在研究进行了不断完善优化剂量的他克林,并确定分组的病人将得益最多,从药物。 但是,更为重要的寻找,继续为更有效的治疗副作用较小的,这将有助于更多的老人痴呆症患者较长时间。 目前许多实验室在大学医学中心,以及制药公司正在寻找一种更有效和更长久的代理人表示,将纠正这种神经递质缺陷。 一些这类化合物是在不同阶段的测试,批准,由林业局。

可能有几个原因,治疗策略旨在纠正胆碱赤字并没有获得成功,达到预期的水平。 其一是说,最有效的化合物,为端正化学缺陷或合适的分子靶点至今尚未发现。 另一个潜在的原因是政府的胆碱能神经元有选择性脆弱,在阿尔茨海默氏症的疾病和死亡;因此,治疗,以增加可用乙酰胆碱是太少,太迟了。 还有一个明显的可能性是其他一些生化异常可能发生:第一,把cholingergic系统风险;这一事件的前因,所以,应该成为目标的待遇。 最后,它极有可能是一个有效的治疗阿尔茨海默病的需要选择多个对象,因为它知道,这种疾病会影响很多生化系统,所有这些都影响到神经细胞信号转导通路。

2 。多重治疗目标

多组研究人员在各主要大学和在生物技术和制药公司在世界各地有兴趣的问题,阿尔茨海默氏症和致力发展的积极推动者介入不同阶段的信号传导过程。 神经学家已取得重大进展,发现的细节分子机制,在细胞之间的沟通和错综复杂的信号传导通路在一个神经元。 这方面的知识,现在提供了一个广阔的分子靶标进行干预。 以促进和推动药物发现的工作,在学术机构,并加速测试的有前途的化合物中,阿尔茨海默病的合作研究单位(阿尔茨海默氏症的diseasecsu ) , 33 -站点美国财团,成立了。 这代表着一个国家重大资源开发改良技术,为临床试验中,进行临床试验,并测试新的诊断程序。 目前,许多潜在的治疗目的是提高神经通信正处于不同阶段的规划进行测试。

乙代谢应激:原因与影响

第二个系统是重要的神经元存活构成的结构和功能要素调节神经细胞的新陈代谢。 科学家们已经知道了一段时间,如果没有充足的氧气和葡萄糖,神经细胞就会死亡。 此外,这些细胞是非常艰巨和模糊约代谢燃料消耗;他们需要的供应充裕,纯糖,和任何持久的高干,因为发生在窒息或中风,引起灾难性的后果。 多项研究表明,血管变化,在大脑中所固有的病理阿兹海默氏症。 深刻的结构和生化改变,微小血管在大脑中,可导致慢性剥夺的血流量,造成逐步减少神经功能,在选定的脑区。 病理变化,在毛细血管的大脑暗示的功能,血-脑屏障(血脑屏障) ,是变造的,在阿尔茨海默氏症的疾病。 血脑屏障,使氧,葡萄糖,以及其他必需的营养物质和化学品通过从毛细管流通进入脑组织,而在同一时间,防止通过不可取的化合物,如环境毒素,病原体和药物。 该协会的严重头部外伤的风险增加为阿兹海默氏症可能与损害大脑微血管系统和可能的失败血脑屏障。

近年来,应用先进的成像技术来研究大脑的老人痴呆症患者,取得良好洞察代谢异常。 阿尔茨海默氏症的疾病,患者的某些部分大脑参与认知功能无法利用葡萄糖妥当。 科学家无法确定其是否有这些赤字,是因为微血管病理或功能障碍,在其他部分的代谢级联,如缺损,在蛋白质运送葡萄糖。 最终的结果,但问题在于,在阿尔茨海默氏病的某些部分大脑的情况下,慢性代谢应激。 连续营养不良的神经元,不论何种原因,可能有几个重要的影响,了解该病状与阿兹海默氏症。 合成乙酰胆碱,关键神经递质对记忆体,是高度依赖于糖代谢的大脑。 因此,有选择性的脆弱性的胆碱能神经元其实可能的后果不足,血液循环的那些部分脑组织,造成一个渐进的饥饿,这些细胞。 胆碱赤字和相关的认知能力的下降可能是因代谢异常,即可能已经开始忽略了很久以前的历史时期发病明显,致残认知的变化。

另一个后果的慢性血糖不足,在大脑中是转换的无害化和必要的神经递质,谷氨酸,成为一个强有力的杀手级的神经元。 谷氨酸是一种兴奋性氨基酸;在适当的数额,是有必要的发展和正常运作的神经元,但作为与其他兴奋性氨基酸,过量它可以成为毒性极神经细胞,它通常会刺激。 谷氨酸变得神经毒性,当太多的,它是目前在突触或时,在正常数量,刺激葡萄糖剥夺神经元。 谷氨酸毒性是由大量涌入的钙离子进入细胞,它是过内部浓度的钙离子,最终杀死细胞。

近年来科学家已成为特别感到兴趣,在生化机制的神经毒性的原因有两个。 首先,它已经表明,各种各样的有毒化合物,但目前一些在环境中(外源性毒素) ,如铝,以及其他自然存在于体内(内源性毒素) ,如谷氨酸,可导致选择性神经功能障碍和死亡。 其次,神经毒素已成为一个重要的分析工具,使神经科学家研究的不同特点,神经细胞反映其选择性的脆弱性。

在众多潜在的神经毒性化合物,在环境中,铝已抓获最为引人注目。 铝是一种无处不在的元素。 而尸检分析大脑中的老人痴呆症患者产生了自相矛盾的结果取决于所用的方法,现在似乎有一种温和的积累,铝在大脑病变-神经炎斑块和神经纤维缠结-有特点的疾病。

丙合成与降解:一种微妙的平衡

第三个必不可少的系统维护健康的神经元是它的控制能力和平衡两种对立的生化事件,其中涉及机制的蛋白和膜合成外,其他涉及工序分解或消化蛋白质。 正是通过这种复杂的平衡,即神经细胞的修复和更新自己的驱动其独特的能力,为selfmodification回应刺激,经验,或受伤。

多数神经细胞,一旦充分开发,设计,以提供终生的服务。 单个神经元的,要适当地发挥作用,必须更新5万至10万不同类型的蛋白质。 一个错误在合成的任何一个,这些蛋白质可干预的一个基本细胞功能,并导致一个失败的单个神经元的沟通能力的重要资料。 这种错误可能会导致过多或过少的一种蛋白质,或同一个错误的氨基酸序列(积木蛋白质) ,像是一连串的词拼写和语法错误。 错误的氨基酸序列,进而可能影响到三维立体结构的蛋白质,从而影响如何,以及它做的工作。 什么似乎是一个小的变化,在位置的一个或两个氨基酸可能成为事业的一种疾病,如阿兹海默氏症。 错误的蛋白质降解能有同样的灾难性后果。 蛋白质没有得到妥善消化或破裂,可以累积起来,形成新的,有害的骨料。

如上所述,神经病理学标志的阿兹海默氏症是2种微观病变,所谓神经炎(或老年)斑块和神经纤维缠结,这是发现在大脑中的老人痴呆症患者在尸检。 两者都是后果的异常,在处理不同类型的蛋白质。 主要成分的纠缠,是一种蛋白质,称为头,这是目前在正常脑组织。 缠结形式显然是由于不正常的磷酸化(添加磷酸盐分子)的头,而这个过程会干扰蛋白质的作用,在建设具有重要的胞内运输结构称为微管。

其他主要病变与阿尔茨海默氏病,神经炎斑块,其主要成分β -淀粉样蛋白。 淀粉样蛋白是源于一个较大的蛋白质,称为淀粉样前体蛋白( app ) ,这是通常会发现部分嵌入在膜的神经元。 确切功能的app以及它是如何与临床征兆老年痴呆症是不知道。 据认为,它可能起到了重要作用,稳定突触的联系点。 它很可能是亚洲浆纸至关重要的可塑性神经系统,从而具有重大意义认识神经生物学的认知功能。 它也必须发挥作用等,未被发现的角色,在正常运转的神经元,因为有很多不同形式的亚洲浆纸,每一个稍有不同氨基酸序列;他们已发现在各种动物,从果蝇到人类。 淀粉样蛋白具有不同寻常的特点,具有很强的不溶性和耐退化,因此很容易累积在神经系统。 如何干扰了细胞正常运作,是没有完全搞清楚,但也有一些意见认为聚集的β -淀粉样成为高毒性神经元在某种程度上类似谷氨酸。 其实,无论这些物质可能造成的损害,他们对扰乱内部稳态的钙离子。 最近发现有关性淀粉样蛋白,它是如何形成的,处理后,它的一个细胞,基因是决定其结构创造了巨大的兴奋当中神经学家。 许多人认为,为实现这一线索,将导致发现号的具体原因,阿兹海默氏症。

d.遗传钥匙吗?

科学的热情可能发挥的作用,淀粉样蛋白在病理阿尔茨海默氏病也得到了进一步的刺激的结果,分子遗传学研究已查明相关基因家族(继承)阿尔茨海默病于染色体21 , 14 , 1 , 19 。 第一特异基因与家族性阿尔茨海默氏病是亚洲浆纸基因的21号染色体上,这是负责制作淀粉样蛋白。 经过最初的报告,还有一些其他的突变被发现在该地区的亚洲浆纸基因在家庭成员说,有一个历史的阿尔茨海默病的发病在一个相对年轻的年龄。 如何将这些突变改变行为的亚洲浆纸及其意义正常细胞运作不为人所知,但现正积极研究。 后来,一个地区的14号染色体也有联系,以期早日起病形式的疾病。 最近确实轨迹该基因被点名。 确切的功能基因,这仍是未知之数,不过,这只是一个时间问题时,这将不再是一个谜。 在很短的时期之后,发现了该基因的14号染色体,基因与1号染色体的是连接着一个家庭,一个不寻常的高发病率的老年痴呆症,被称为伏尔加-德国家庭。

第四,也许最重要的,最近发现的基因相联系阿兹海默症是载脂蛋白e ( apoe )基因的19号染色体,它已经与许多lateonset家族案件阿兹海默氏症,以及零星的个案中,超过-60岁年龄组。 (零星个案,是那些发生在个别人,没有强烈的家族病史的疾病) 。该apoe基因指导合成的胆固醇运送血液蛋白。 该基因发生在三个不同的形式: apoe2 , apoe3 , apoe4的。 其中之一, apoe4的,是发现,在14 %的人口控制,但目前在30至40 %的晚发型散发病例阿兹海默氏症,才85岁,并上升到90 % ,为个人,是纯为apoe4的,这意味着他们已经继承了这种形式的基因来自父母双方的子女。 这些人有一个5:1的赔率,发展老年痴呆症,与15:1的赔率,在个人,有一个单一的apoe4的基因。 据估计, 25至40 %的阿尔茨海默病的情况下可以归因于存在这种形式的基因。

不仅不apoe基因有强烈和一致的关系,与疾病,但是,在数个月后,它被确认,研究人员假设一个可能的生物解释其作用,在病理过程中的阿兹海默氏症。 它已经表明,该蛋白编码由apoe基因,具有很强的亲和力并绑定与β -淀粉样蛋白斑块。 其中阿尔茨海默氏症的病人,那些有基因apoe4的有较大的斑块比那些缺乏这种基因。 看来apoe4的行为作为一个伴侣尼亚兹和,在一些不知名的方式,促进形成神经炎斑块。 它还一直假设,它起着重要的作用,在形成的神经纤维缠结。 在大脑中的apoe蛋白质是由神经元大量后,神经细胞损伤的作用似乎发挥了重要作用,在各个疗养过程和神经可塑性。

兴奋和乐观所发现的一个关系,阿尔茨海默氏病和apoe是值得;流行病学研究显示阿尔茨海默病,现在有一种生物标志物进行分拣,病人到同质团体和学习他们希望找到其他促成因素。 在同一时间,这项研究已经开始,以提供新的机会,发展替代治疗策略。

这是一篇文章说,由博士克拉沙菲尔
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