israelnieuws israelnieuws
 
  • Joop Soesan

De link tussen elektrische spanning en hersenflexibiliteit


Ter illustratie. Screenshot YouTube

Een nieuwe studie van de Universiteit van Tel Aviv vond voor het eerst een direct en significant verband tussen veranderingen in G-eiwit-gekoppelde receptoren en het vermogen van de hersenen om zich aan te passen aan externe veranderingen. De studie, onlangs gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature Communications, werd uitgevoerd door Dr. Moshe Parnas en zijn team van de Sackler Faculteit der Geneeskunde en de Sagol School of Neuroscience aan de Universiteit van Tel Aviv.


Onze hersenen hebben een grote hoeveelheid aan G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR). Activering van deze eiwitten veroorzaakt een keten van chemische reacties in de cel. Deze eiwitten komen veel voor in de hersenen en zijn betrokken bij bijna elke hersenactiviteit, zoals leren en geheugen. De zenuwcellen waarin GPCR's veel voorkomen, ervaren veranderingen in hun elektrische spanning. 20 jaar geleden werd onverwacht ontdekt dat GPCR's spanningsafhankelijk zijn, wat betekent dat ze de veranderingen in de elektrische spanning van zenuwcellen waarnemen en hun functie veranderen, wat spanningsafhankelijk is.


Tot op heden is het echter niet duidelijk geworden of de spanningsafhankelijkheid van GPCR-eiwitten een fysiologische betekenis heeft die de hersenactiviteit, onze perceptie en ons gedrag beïnvloedt. In feite was de wetenschappelijke denkwijze dat deze spanningsafhankelijkheid geen fysiologische betekenis heeft.


Dr. Parnas en zijn team onderzochten aan de hand van het reuksysteem van de fruitvlieg of de spanningsafhankelijkheid van GPCR's belangrijk is voor de hersenfunctie. Daartoe besloten de onderzoekers zich te concentreren op één receptor uit de familie van G-eiwit-gekoppelde receptoren (genaamd "Muscarinic Type A"). Dit eiwit is onder meer betrokken bij de gewenning aan een geur, een proces waarbij de intensiteit van de reactie op de geur afneemt als gevolg van continue blootstelling eraan. Dankzij dit mechanisme stoppen we een paar minuten nadat we een kamer binnenkomen die een duidelijke geur bevat, eraan te ruiken.


Dr. Parnas legt uit: "Zenuwcellen kunnen met elkaar communiceren en de flexibiliteit van de hersenen komt tot uiting in het vermogen van zenuwcellen om nieuwe verbindingen met elkaar tot stand te brengen en bestaande verbindingen te veranderen - en zo het gedrag te beïnvloeden. Muscarine Type A-eiwit is hierbij betrokken bij het versterken van de band tussen zenuwcellen, en het versterken van deze band zorgt ervoor dat fruitvliegjes wennen aan de geur en duidt op normale hersenflexibiliteit."


In de loop van het onderzoek waren de onderzoekers in staat om de spanningssensor van het "Type A" muscarine-eiwit door middel van genetische bewerking te neutraliseren en zo de afhankelijkheid van de elektrische spanning van de zenuwcel te elimineren. De onderzoekers ontdekten, door moleculaire, genetische en fysiologische methoden toe te passen, dat het uitschakelen van de spanningssensor in feite leidt tot ongecontroleerde hersenflexibiliteit en bijgevolg het proces van overmatige en ongecontroleerde gewenning aan een geur. Dr. Parnas voegt toe: “We ontdekten dat de receptor in kwestie erg betrokken is bij het versterken van de intercellulaire binding in de hersenen, veel meer dan we dachten. Toen we zijn spanningssensor uitzetten, werd de verbinding tussen de zenuwcellen te sterk.”


Volgens Dr. Parnas: "Deze bevindingen veranderen onze perceptie van G-eiwit-gekoppelde receptoren. Tot op heden is er geen verwijzing gemaakt naar het effect van elektrische spanning op hun functie en de implicaties ervan op de flexibiliteit en het gedrag van de hersenen. Deze receptoren zijn betrokken bij veel systemen en hersenziekten en we hebben nu een controlemechanisme ontdekt waarop een poging tot medicamenteuze behandeling kan worden gebaseerd. Hierna gaan we door met het onderzoeken van aanvullende receptoren. Het is redelijk om aan te nemen dat hun afhankelijkheid van de elektrische spanning belangrijk is in andere systemen en niet alleen in het reuksysteem.”


Het zou verstandig zijn om op te merken dat deze studie van Dr. Parnas een vervolg is op een studie die ongeveer twee decennia geleden werd uitgevoerd door zijn ouders, Prof. Hanna Parnas en wijlen Prof. Itzchak Parnas. Zij waren de eersten die ontdekten dat GPCR-receptoren elektrische spanning in cellen kunnen waarnemen, maar hun onderzoek bleef uitsluitend op eiwitniveau. De huidige studie door Dr. Parnas en zijn team gaat door naar de volgende fase, verbindt moleculen, hersenen en gedrag en geeft voor de eerste keer aan dat het elimineren van hun vermogen om elektrische spanning waar te nemen de hersenactiviteit en ons vermogen om ons optimaal aan te passen aan de omgeving beïnvloedt. .



































64 weergaven0 opmerkingen
 
israelnieuws