Az alkohol és az agysejtek - a pusztítás után csak egy tökéletlen hálózat marad<br/>

Mit jelent valójában az a kifejezés, hogy valaki elissza az eszét? Ennek megválaszolásához jutottak közelebb amerikai kutatók. Bár az agysejtek nem pusztulnak el, alaposan leépülnek, regenerálódásuk pedig messze nem tökéletes.

Roberta J. Pentney, a Buffalo Egyetem (USA) anatómiaprofesszora és sejtbiológusa 16 éve kutatja a túlzott alkoholfogyasztás agyra kifejtett hatásait. Szakterülete az ún. sejtalaktan, amelynek keretében a kisagy idegsejtjeinek alakját és szerkezetét, illetve ezek változásait tanulmányozza. A kisagy a mozgáskoordináció, a helyzet- és egyensúly-érzékelés egyik legfelsőbb központja az idegrendszerben. Kísérleteinek eredménye a következőképpen összegezhető:

1. Elpusztítja-e az alkohol a felnőttek agysejtjeit? Válasz: nem, legalábbis a kisagy területén.
2. Milyen hatásai vannak a túlzott alkoholfogyasztásnak az agysejtekre? Válasz: az alkohol elpusztítja az idegsejtek nyúlványait és a szinapszisokat (idegsejtkapcsolatokat), így az idegsejtek közötti üzenetközvetítés hatékonysága jelentős mértékben csökken.
3. Visszafordíthatatlan-e ez a változás? Válasz: nem, az alkoholfogyasztás megszakítása után az agysejtek képesek regenerálódni, de szerkezetük már soha nem lesz a régi.
4. Sietteti-e a túlzott alkoholfogyasztás az idegrendszer öregedését? Válasz: Nem. Az öregedés során bekövetkező sejtszintű változások és az alkohol eltérő módon hatnak az agysejtekre.

"Kiszáradó vízhálózat"

Hosszú időn keresztül az idegsejtek számának csökkenésében próbálták lemérni az alkohol agyra kifejtett hatásait. Pentney kutatásai bebizonyították, hogy nem kell elpusztulnia a sejteknek ahhoz, hogy az agyi funkciók csorbuljanak vagy tönkremenjenek. Az alkohol agyra kifejtett hatását most alapvetően a máj esetéhez hasonlítják a kutatók, ahol a leépülés és a regeneráció egyaránt jellemző.

A kutatások célpontjai a kisagyi Purkinje-sejtek voltak, amelyek gazdagon elágazó nyúlványokkal - dendritekkel - rendelkeznek. Ezeken keresztül teremtenek kapcsolatot a szomszédos idegsejtekkel. A Purkinje-sejtek és nyúlványaik mikroszkópban szemlélve gazdag vízhálózat benyomását keltik, egy-egy sejt pedig sűrűn elágazó lombkoronára emlékeztet.

Purkinje-sejt

A kutatók éveken keresztül vizsgálták, hogyan változik meg e hálózat képe az alkohol hatására; rendszeresen számolták a nyúlványokat, megmérték hosszukat és vastagságukat. Rendszeresen ellenőrizték a szinapszisok számát is.
Mivel az ilyen megfigyelések viszonylag durva beavatkozást jelentenek, a kísérleteket természetesen nem emberrel, hanem patkányokon végezték. A patkányok agyának szerkezete van annyira hasonló az emberéhez, hogy alkalmassá tegye őket ilyen vizsgálatokra. A patkányok életkora 22-27 hónap volt. A kísérleteket 11-12 hónapos korukban kezdték. Pentney és kollegái ugyanis az idősebb kori túlzott alkoholfogyasztásra összpontosítják figyelmüket, hogy az öregedés folyamataival összefüggésben is vizsgálhassák a kérdést.

Egy-egy vizsgálati szakasz 40-48 hétig tartott, hogy a túlzott alkoholfogyasztás krónikus esetének hatásait figyelhessék meg. Az egyik kísérleti csoport kizárólag olyan folyékony ételt kapott, amely alkoholt (etanolt) tartalmazott. A kontrollcsoport ugyanezt a folyékony táplálékot fogyasztotta (ugyanannyi kalóriaértékkel), de alkohol nélkül. Végül egy harmadik csoport a szokásos, szilárd eledelből és vízből álló étrenden élt. Természetesen mindhárom csoport azonos korú patkányokból állt.

A vizsgálati szakasz végén a kutatók mindhárom csoportnál elvégezték a sejtalaktani vizsgálatokat, hogy összehasonlítsák a kisagyi Purkinje-sejtek állapotát. Az évek során sokszor elvégzett kísérletek alapján a következő, drámai kép bontakozott ki.

Az alkoholt fogyasztó patkányoknál a sejtek nyúlványai elvékonyodtak. Az elágazások száma csökkent. A szinapszisok jó része egyszerűen eltűnt. Az állatokon mozgáskoordináció-zavarok, gyakori egyensúlyvesztés és állandó remegés volt megfigyelhető. Mindez jól magyarázható azzal, hogy a szinapszisok számának csökkenése miatt meggyengült az idegsejtek közötti információáramlás hatékonysága.

A kutatási eredmények minden bizonnyal igazak az ember esetében is

Meglepő felépülés - nem tökéletesen

Az igazi meglepetés akkor érte a kutatókat, amikor az "alkoholizmusukból" felépült állatok kisagyát vizsgálták meg. Az elsatnyult hálózat szomorú látványa helyett ismét buja elágazásokat és rengeteg szinapszist pillantottak meg a mikroszkópokban. Az agy regenerálta magát! Úgy tűnhet, hogy az alkohol okozta pusztítás visszafordítható folyamat.

A dolognak azonban van egy "apró" szépséghibája. Kiderült, hogy az újonnan kialakult idegsejthálózat már nem egyezik meg az eredetivel. A szinapszisok száma visszaállt ugyan, de elhelyezkedésük megváltozott. Az idegsejtek szerkezete tehát átalakult a folyamat alatt, s ennek következtében nem tudják 100 százalékosan ellátni eredeti feladataikat. Az idegsejtek közötti kapcsolat valószínűleg végérvényesen meggyengül, így egyes mozgáskoordinációs működések nem állnak vissza megfelelően.

Hová tűntek a szinapszisok?

Valójában miért és hogyan tűntek el a sejtek nyúlványai és a szinapszisok? Ha ezt a kérdést sikerülne tisztáznunk, akkor nagy lépést tehetnénk a túlzott alkoholfogyasztás hatásainak kezelése, esetleg megelőzése felé (legalábbis ami az agyat illeti).
A korábbi elképzelések szerint a nyúlványok sorvadása azért következett be, mert az alkohol hatására elpusztult szomszédos idegsejttől nem érkezik jelzés. Kiderült azonban, hogy egy egészen másféle mechanizmusról van szó. A kutatók kimutatták, hogy az alkohol fő hatáspontja a sejtek belső membránrendszerének egyik típusa, az ún. sima felszínű endoplazmatikus retikulum (SER). A SER igen fontos szerepet tölt be a sejtek ionháztartásának szabályozásában, mivel a kalcium-ionok raktározásának feladatát látja el. A kalcium-ionok megfelelő szintje pedig elengedhetetlen a sejtek közötti információáramláshoz, vagyis az ingerület kialakulásához. A SER csatornáinak átmérőjét megmérve kiderült, hogy az alkohol hatására egyes területeken jelentősen kitágultak (a kontrollcsoport állatain ilyet nem tapasztaltak). Emiatt túl sok kalcium került a sejt belsejébe, ami túlzott aktivitást okozott. Ez meg is ölhet egy sejtet, de jelen esetben azt gondolják, hogy a lokális kitágulások csak a nyúlványok és szinapszisok egy részét pusztították el.

A kutatók azt várták, hogy - mivel a szinapszisok és nyúlványok száma helyreállt - megjavulnak a SER torzulásai is, eltűnnek a tágulatok. A túlzott alkoholfogyasztásból való felépülés bizonyos pontján azonban színre léptek az öregedéssel járó folyamatok, s megkezdték saját, alkoholtól független munkájukat, szintén tágulatokat alakítva ki a SER területén. Úgy tűnik, hogy az alkohol és az öregedés két különböző úton befolyásolja a kalcium-anyagcserét a idegsejteken belül, s csak az előbbi vezet a sejtek egyes részeinek pusztulásához. Az öregedés és az alkohol együttes hatása azonban katasztrofálisan hathat a SER membránjaira.

A kutatók most azt szeretnék meghatározni, hogy a SER membránjainak pontosan mely részei károsodnak, s hogyan hat az alkohol az öreg agyakra.

S. T.

Ajánló:

Purkinje-sejtek felépítésének és működésének modellezése. Angol nyelvű oldal, sok hasznos információval. Mit tehetsz az alkoholmérgezett emberrel? Ki tud segíteni? Ajánlott irodalom. A Buffalo Egyetem hivatalos sajtóanyaga.

Korábban: