Neuromokslininkai atrado būdą, kaip kontroliuoti, kiek cinko išleidžiama į konkrečias smegenų vietas. Esminis mineralas vaidina pagrindinį vaidmenį organo funkcijoje, įskaitant atminties gerinimą ir kai kurių neurologinių sutrikimų simptomų sumažinimą, tačiau svarbiausia yra gauti reikiamą kiekį į reikiamą vietą.
Tyrime pagrindinis dėmesys skiriamas cinko pernešėjo baltymo ZIP12. Tyrėjai sugebėjo nustatyti jo buvimą konkrečioje smegenų dalyje, kad paveiktų sinapsinę veiklą – tai, kaip nervų ląstelės perduoda informaciją.
Tyrėjai sako, kad išvados yra svarbios, nes tai padeda tyrėjams suprasti jų supratimą apie vaidmenį sinapsiniu cinku, kuris vaidina sveikatos ir ligos, ir tai, kaip molekuliniai junginiai gali būti naudojami norint pakeisti jų jėgą.
„Cinkas yra tarsi tūrio rankenėlė daugelyje smegenų vietų“, – sakė Charlesas Andersonas, Vakarų Virdžinijos universiteto medicinos mokyklos Neuromokslo ir Rokfelerio neuromokslų instituto docentė, kuri vadovavo tyrimui, kuris galėtų suteikti pagrindą farmacijos pokyčiams, skirtuose spręsti įvairias ligas.
„Galite šiek tiek pasukti aukštyn ir šiek tiek žemyn. Idėja buvo ta, kad jei galėtume rasti vaistus, kurie kontroliuoja trunkančią tūrį, mes galime selektyviai pakeisti tam tikrus ryšius smegenyse, kuriose yra cinko ir receptorių, kuriuose veikia cinkas.
„Iš esmės tai būdas tiksliai sureguliuoti sinapsinę transmisiją.“
Keli tyrimai parodė, kad cinko lygis ir jautrumas receptoriams smegenyse lemia sinapsinių jungčių stiprumą ar silpnumą. Papildomos tyrimų ryšiai pakeitė sinapsinį cinko signalizaciją su neurologinėmis sąlygomis, tokiomis kaip autizmas, šizofrenija ir Alzheimerio liga.
„Yra keletas neurologinių sąlygų, susijusių su šių cinko pernešėjų baltymų pokyčiais“, – teigė Andersonas.
„Pavyzdžiui, kai mes profiliuojame žmones, kuriems pasireiškia šizofrenija, palyginti su sveikais žmonėmis, mes randame papildomų cinko pernešėjų, išreikštų šizofrenijos sergančių žmonių smegenyse. Jei galėtume gaminti vaistą, kuris sumažina to cinko pernešėjo funkciją, tai gali padėti jų sistemai atsigręžti į sveiko žmogaus lygį“.
Kūrinys grindžiamas ilgalaikiais Andersono tyrimais, kiek cinkas išleidžiamas iš vieno neurono į kitą, ką jis daro ir kiek laiko trunka.
„Tai yra trys pagrindiniai cinko signalizacijos bruožai“, – sakė jis.
„Tai suteikia mums, kas įmanoma, galvojant apie tai, kaip smegenys gali pasinaudoti sistemomis, kurias ji gali naudoti, kad moduliuotų jėgą“.
Tačiau Andersonui ir jo kolegoms reikėjo įrankių blokuoti ir suaktyvinti skirtingas cinko pernešėjų sistemos dalis. Būtent tada jie pradėjo tikrinti molekulinių junginių klasę, trukdančią baltymui.
Philipas Benderis, WVU absolventas ir podoktorantūros tyrinėtojai iš Morristown, Niujorke, suprojektavo ir atliko eksperimentus su smegenų audiniais, naudojant identifikuotus junginius, kad nustatytų ir išmatuotų, kaip jie pakeitė sinapsinę funkciją.
„Pagrindinė šio tyrimo svarba yra junginių šeimos identifikavimas, kuris gali sukelti terapiją įvairiems sutrikimams, kaip buvo nukreipti į vežėjus, kurie buvo nukreipti į audinius specifines funkcijas“,-teigė Benderis.
Andersonas teigė, kad tikisi, jog išvados pateiks įrankių rinkinį mokslininkams geriau suprasti, kaip baltymai prisideda prie smegenų funkcijos. Jis taip pat planuoja būsimus tyrimus, kad nustatytų cinko vaidmenį atliekant jutimo apdorojimą, pavyzdžiui, gebėjimas atskirti skirtingus garsus vienas nuo kito, o tai yra svarbus terapinis aspektas neurologinėmis sąlygomis.
