دانشمندان علت اختلال شناختی پس از آسیب تروماتیک مغز را شناسایی کرده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، آسیب‌های مغزی تروماتیک، از جمله ضربات خفیف مغزی، می‌توانند باعث ایجاد یک واکنش زنجیره‌ای در مغز شوند که ارتباطات عصبی، حافظه بلندمدت و عملکرد شناختی را مختل می‌کند.

محققان مکانیسمی را کشف کرده‌اند که پیش از این توصیف نشده بود و تعامل بین گیرنده ایمنی ذاتی مغز، گیرنده شبه تول ۴ (TLR۴) و آنزیم MMP-۹ را که پس از آسیب تروماتیک فعال می‌شود، نشان می‌دهد. در شرایط عادی، MMP-۹ در بازسازی اتصالات عصبی و ماتریکس خارج سلولی - محیط ساختاری اطراف نورون‌ها - نقش دارد. با این حال، پس از آسیب تروماتیک مغز، این مکانیسم مختل می‌شود و منجر به تغییر در تعادل طبیعی بافت مغز می‌شود.

دیپاک سوبرامانیان، نویسنده اصلی این مطالعه و دستیار محقق در بخش زیست‌شناسی مولکولی، سلولی و سیستم‌ها، توضیح داد: «آسیب مغزی، TLR۴ را در نورون‌ها فعال می‌کند. سیگنال‌دهی TLR۴ باعث افزایش سطح MMP-۹ می‌شود. افزایش MMP-۹ نحوه ارتباط نورون‌ها با یکدیگر را تغییر می‌دهد و منجر به افزایش تحریک‌پذیری شبکه مرتبط با تشنج و اختلال شناختی می‌شود. ارتباط مستقیم بین TLR۴ نورونی و MMP-۹ در مغز آسیب‌دیده، یک پیوند کلیدی است.»

در آزمایش‌هایی که روی موش‌های صحرایی و موش‌های خانگی با ضربه مغزی خفیف تا متوسط ​​انجام شد، دانشمندان بلافاصله پس از آسیب، افزایش شدیدی را در سطح TLR۴ و MMP-۹ ثبت کردند. هنگامی که محققان سیگنالینگ TLR۴ را مسدود کردند - به صورت دارویی در موش‌های صحرایی یا به صورت ژنتیکی در موش‌های خانگی - سطح MMP-۹ بدون تغییر باقی ماند.

عملکرد سالم مغز به تعادل دقیق بین سیگنال‌های تحریکی و مهاری بستگی دارد. پس از آسیب، این تعادل مختل می‌شود و منجر به تشکیل شبکه‌های عصبی ناپایدار و بیش از حد تحریک‌پذیر می‌شود.

سابرامانیان خاطرنشان کرد: «این به ما نشان داد که TLR۴ در زنجیره رویدادها، در بالادست MMP-۹ قرار دارد. گیرنده ایمنی با جذب آنزیمی که ارتباط عصبی را بی‌ثبات می‌کند، تغییرات در الگو‌های فعالیت عصبی را هماهنگ می‌کند. این مهم است، زیرا اینکه دقیقاً چگونه سیگنالینگ ایمنی می‌تواند بر عملکرد عصبی تأثیر بگذارد، همچنان یک راز باقی مانده است.»

این دانشمند توضیح داد که وقتی مهار کاهش می‌یابد یا تحریک بیش از حد افزایش می‌یابد، الگو‌های فعالیت شبکه عصبی دقت کمتری پیدا می‌کنند. در نتیجه، به جای انتقال کارآمد اطلاعات، نویز اضافی در شبکه پخش می‌شود که مانع یادگیری و همچنین شکل‌گیری و بازیابی حافظه می‌شود.

در حیواناتی که دچار آسیب مغزی تروماتیک شده‌اند، محققان کاهش انعطاف‌پذیری سیناپسی - توانایی مغز در تقویت و سازماندهی مجدد اتصالات عصبی در طول یادگیری - را مشاهده کردند. یک ماه پس از آسیب، این حیوانات اختلالات حافظه فضایی را نشان دادند. با این حال، حیواناتی که در ۴۸ ساعت اول پس از آسیب، مهارکننده‌های TLR۴ یا MMP-۹ دریافت کردند، در آزمایش‌های رفتاری به طور قابل توجهی بهتر عمل کردند و این اثر تا یک ماه بعد ادامه داشت.

نکته قابل توجه این است که TLR۴ به عنوان یک گیرنده منحصراً "مضر" شناخته نشد. در یک مغز سالم و بدون آسیب، به عنوان یک تنظیم کننده هموستاتیک عمل می‌کند و تعادل فعالیت مغز را حفظ می‌کند. در مقابل، هنگامی که دانشمندان سیگنالینگ آن را در حیوانات سالم مسدود کردند، این امر باعث اختلال در حافظه و بیش فعالی مغز شد. دانشمندان به ویژه بر خطر دست کم گرفته شده ضربه‌های مغزی خفیف، از جمله آسیب‌های ورزشی و خانگی، تأکید دارند.

سوبرامانیان هشدار داد: «حتی یک ضربه مغزی خفیف می‌تواند تغییرات بلندمدتی را در مغز به صورت داخلی ایجاد کند.»

با این حال، محققان هشدار می‌دهند که مداخلات درمانی که سیگنالینگ ایمنی را هدف قرار می‌دهند، از نظر فنی چالش برانگیز هستند. هر دو پروتئین - TLR۴ و MMP-۹ - نقش مهمی در عملکرد طبیعی مغز دارند.

در ۹ ژوئن، محققان ETH زوریخ کشف کردند که تجمع یک شکل غیرفعال از پروتئین GRK۲ ممکن است عامل کلیدی در ابتلا به بیماری آلزایمر باشد. این مطالعه نشان داد که GRK۲، پروتئینی که به طور معمول از عملکرد سلول‌های عصبی و قلب پشتیبانی می‌کند، هنگامی که به شکل غیرفعال تبدیل می‌شود، در مغز افراد مبتلا به زوال عقل شروع به تجمع می‌کند.

منبع: iz