Τι κοινό έχουν η κατάθλιψη, η νόσος Αλτσχάιμερ και ο αυτισμός; Σύμφωνα με νέα μελέτη, οι παθήσεις αυτές χαρακτηρίζονται από αυξημένα επίπεδα οξύτητας στον εγκέφαλο. Οι επιστήμονες υποπτεύονται εδώ και καιρό ότι η χημεία του εγκεφάλου μας είναι υπεύθυνη για πολλές νευροψυχιατρικές και νευροεκφυλιστικές διαταραχές. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά που δεν γνωρίζουμε ακόμη για τους μοριακούς μηχανισμούς πίσω από πολλές από αυτές τις διαταραχές.

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η σχιζοφρένεια, οι διαταραχές του φάσματος του αυτισμού και η διπολική διαταραχή μπορεί να συνδέονται με αυξημένη οξύτητα στον εγκέφαλο, αλλά επρόκειτο για μικρές έρευνες οι οποίες επικεντρώνονταν μόνο σε συγκεκριμένες παθήσεις.

Η διεθνής ερευνητική ομάδα πίσω από τη νέα μελέτη διαπίστωσε ότι τα μειωμένα επίπεδα pH στον εγκέφαλο- η αυξημένη οξύτητα δηλαδή- αποτελούν κοινό χαρακτηριστικό ενός ποικίλου φάσματος διαταραχών, συμπεριλαμβανομένης της κατάθλιψης, της επιληψίας και της νόσου Αλτσχάιμερ. Παρά τα ποικίλα συμπτώματά τους, αυτές οι παθήσεις χαρακτηρίζονται από ένα βαθμό γνωστικής εξασθένησης και συχνά έχουν κοινά γενετικά ή μεταβολικά χαρακτηριστικά, γεγονός που υποδηλώνει μια κοινή βιολογική βάση.

Η κοινοπραξία International Brain pH Project Consortium, στην οποία συμμετέχουν 131 επιστήμονες από 105 εργαστήρια σε επτά χώρες, διαπίστωσε ότι οι αλλαγές στην οξύτητα του εγκεφάλου και στα επίπεδα του γαλακτικού οξέος σε ζώα, αποτελούν βασικά σημάδια αυτής της μεταβολικής δυσλειτουργίας.

«Προηγουμένως αποδείξαμε ότι τέτοιες μεταβολές παρατηρούνται συνήθως σε πέντε μοντέλα ποντικών για σχιζοφρένεια, διπολική διαταραχή και αυτισμό», έγραψε η ομάδα στη μελέτη τους.

«Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει περιορισμένη έρευνα σχετικά με αυτό το φαινόμενο σε ζωικά μοντέλα» πρόσθεσαν.

Τα ευρήματά τους μπορεί να οδηγήσουν σε νέους τρόπους διάγνωσης και θεραπείας αυτών των πολύπλοκων διαταραχών που επηρεάζουν μεγάλο μέρος του παγκόσμιου πληθυσμού.

«Αυτή η έρευνα θα μπορούσε να αποτελέσει ένα σκαλοπάτι προς τον εντοπισμό κοινών θεραπευτικών στόχων για διάφορες νευροψυχιατρικές διαταραχές» δήλωσε ο μοριακός και κυτταρικός φυσιολόγος Μασαγιούκι Ματσουσίτα από το Πανεπιστήμιο Ryukyus στην Ιαπωνία.

Οι μεταβολές του γαλακτικού οξέος μπορούν να επηρεάσουν τη μεταφορά πληροφοριών στους νευρώνες διαταράσσοντας τη λειτουργική ισορροπία μεταξύ διεγερτικών και ανασταλτικών δικτύων του εγκεφάλου. Οι αυξήσεις των επιπέδων γαλακτικού οξέος στον εγκέφαλο μπορεί να οδηγήσουν σε χαμηλότερο pH, το οποίο είναι ένα άλλο κοινό χαρακτηριστικό των διαταραχών που μελέτησαν οι ερευνητές.

Όταν οι ερευνητές εξέτασαν δείγματα εγκεφάλου από διαφορετικά ζωικά μοντέλα, συμπεριλαμβανομένων ποντικιών, αρουραίων και νεοσσών, ορισμένα από τα οποία τροποποίησαν γενετικά ώστε να μιμούνται διάφορες νευροψυχιατρικές και νευροεκφυλιστικές ασθένειες, διαπίστωσαν συνεπείς μετατοπίσεις στο εγκεφαλικό pH και στα επίπεδα γαλακτικού οξέος.

Περίπου το 30% των 2.294 ζώων που μελετήθηκαν, σε 109 διαφορετικά ζωικά μοντέλα, εμφάνισαν σημαντικές αλλαγές στα επίπεδα pH και γαλακτικού οξέος. Αυτό σημαίνει ότι οι διαταραχές αυτές είναι κοινές σε πολλές νευροψυχιατρικές παθήσεις.

Τα ζωικά μοντέλα που αντιπροσώπευαν την κατάθλιψη που προκλήθηκε από άγχος, διαβήτη ή κολίτιδα εμφάνισαν ένα σταθερό μοτίβο μειωμένου εγκεφαλικού pH και αυξημένων επιπέδων γαλακτικού οξέος. Αυτό υποδηλώνει ότι διάφοροι γενετικοί ή περιβαλλοντικοί παράγοντες που θα μπορούσαν να προκαλέσουν αυτές τις διαφορές, όπως η φλεγμονή, θα μπορούσαν να επηρεάσουν τον μεταβολισμό του εγκεφάλου και να συμβάλουν στην ανάπτυξη νευροψυχιατρικών καταστάσεων.

Διαφορετικές αντιδράσεις παρατηρήθηκαν στα μοντέλα αυτισμού, με ορισμένα να παρουσιάζουν αύξηση του pH και μείωση των επιπέδων γαλακτικού οξέος, ενώ άλλα έδειξαν το αντίθετο μοτίβο. Αυτό υποδηλώνει ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν διάφορες υποομάδες μεταβολικών δυσλειτουργιών μεταξύ των ατόμων με διαταραχές του φάσματος του αυτισμού. Σε τεστ συμπεριφοράς, η ομάδα παρατήρησε μια ισχυρή σύνδεση μεταξύ υψηλών επιπέδων γαλακτικού οξέος και μειωμένης απόδοσης της μνήμης εργασίας, γεγονός που, όπως λένε, δείχνει ότι οι μεταβολικές δυσλειτουργίες μπορεί να επηρεάζουν άμεσα τις γνωστικές ικανότητες σε διάφορες νευροψυχιατρικές διαταραχές.

Η μιτοχονδριακή δυσλειτουργία συνδέεται με διάφορες νευροψυχιατρικές διαταραχές, οι οποίες συχνά εμφανίζουν ελλείμματα στη μνήμη εργασίας. Η μιτοχονδριακή δυσλειτουργία στους νευρώνες μπορεί να οδηγήσει σε μικρότερη κατανάλωση γαλακτικού οξέος για την παραγωγή ενέργειας, με τη συσσώρευσή του να οδηγεί δυνητικά σε μειωμένες λειτουργίες μάθησης και μνήμης. Όμως η παραγωγή γαλακτικού οξέος είναι απαραίτητη και για το σχηματισμό της μνήμης, οπότε τα μειωμένα επίπεδα θα μπορούσαν επίσης να συμβάλουν στη δυσλειτουργία.

Συνολικά, οι συγγραφείς λένε ότι τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι οι αλλαγές στο pH του εγκεφάλου και στα επίπεδα γαλακτικού οξέος, ακόμη και αν έχουν θετικές επιπτώσεις, μπορούν να χρησιμεύσουν ως βιολογικοί δείκτες για νευροψυχιατρικές διαταραχές που συνοδεύονται από γνωστική εξασθένιση.

«Οι μελλοντικές μελέτες θα επικεντρωθούν στην ανακάλυψη θεραπειών οι οποίες θα είναι αποτελεσματικές σε διάφορα ζωικά μοντέλα με αλλαγές στο pH του εγκεφάλου. Αυτό θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά στην ανάπτυξη εξατομικευμένων θεραπειών για υποομάδες ασθενών στους οποίους παρατηρούνται συγκεκριμένες μεταβολές στον ενεργειακό μεταβολισμό του εγκεφάλου» κατέληξαν οι ερευνητές.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο eLife.

ΠΗΓΗ: Science Alert