مطالعه ارتباط احتمالی بین اختلال عملکرد میتوکندری و اختلالات شناختی وابسته به سن را نشان می دهد –

زنجیره انتقال الکترون میتوکندری، که برای تولید انرژی در طی فرآیندهای سلولی مورد نیاز است، همچنین گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) تولید می‌کند که به بافت حمله کرده و باعث آسیب اکسیداتیو می‌شود. این آسیب می تواند باعث اختلال در عملکرد میتوکندری شود و حتی منجر به مرگ سلولی شود. از آنجایی که مغز ما از اکسیژن بیشتری نسبت به سایر اندام ها استفاده می کند، در برابر این آسیب ROS آسیب پذیرتر است.

با توجه به ادبیات، ROS همچنین باعث ایجاد آمیلوئید β (Aβ) می شود، که نشانه شروع بیماری آلزایمر (AD)، یک اختلال عصبی غیر قابل برگشت جدی است. درمان‌های AD پیشرفت آن را متوقف نمی‌کند و توسعه درمان‌های جدید را ضروری می‌کند.

در یک مطالعه قبلی، تیمی از دانشمندان دریافتند که سطح اکسیداسیون در موش‌های مسن‌تر مبتلا به کمبود ویتامین E به طور قابل‌توجهی بالاتر از موش‌های جوان است. علاوه بر این، تولید ROS از طریق اکسیداسیون میتوکندری می‌تواند به سلول‌های مغز آسیب برساند، که دلالت بر ارتباط قوی بین AD و اختلال عملکرد میتوکندری دارد. برای بهبود این درک، همان گروه از دانشمندان اکنون نشان داده اند که پیشرفت AD ارتباط نزدیکی با آسیب اکسیداتیو مغز دارد. این مطالعه به سرپرستی پروفسور کوجی فوکوی و همکارانش آقایان نائوکی یوشیدا، یوگو کاتو و پروفسور هیروکاتسو تاکاتسو اخیراً در زیست پزشکی. پروفسور فوکویی که نویسنده مسئول این مطالعه است، توضیح می دهد: «ما نشان دادیم که اکسیداسیون بر میتوکندری تأثیر منفی می گذارد که منجر به اختلال عملکرد شناختی می شود.

دانشمندان از سه گروه موش AD در سنین 3، 6 و 20 ماهه به همراه افراد سالم استفاده کردند. برای آزمایش توانایی های شناختی و هماهنگی آنها، موش ها در دو آزمایش معروف مورد بررسی قرار گرفتند: ماز آبی موریس و تست روتا-راد. آن ها دریافتند که موش های AD برای تکمیل اهداف پیچ و خم خود زمان بیشتری می بردند اما سرعتشان کم نشد. در تست Rota-rod، موش‌های 6 و 20 ماهه AD برای مدت طولانی‌تری روی میله ماندند، در حالی که موش‌های کنترل همسان با سن، سریع‌تر سقوط کردند. پروفسور فوکوی توضیح می دهد: “تفاوت زمان پاییز را می توان به تفاوت وزن بین دو گروه نسبت داد، زیرا موش های کنترل وزن بیشتری نسبت به موش های AD داشتند.” این نتایج نشان داد که موش‌های AD از نظر شناختی آسیب دیده بودند اما هیچ مشکل هماهنگی نداشتند.

برای شناسایی پروتئین‌های مرتبط با AD مسئول چنین اختلالات شناختی، نویسندگان نمونه‌های بافتی از قسمت‌های مختلف مغز را از هر دو گروه موش جمع‌آوری کردند و سطوح نشانگرهای اکسیداتیو را در نمونه‌ها ارزیابی کردند. ابتدا، آنها دریافتند که موش‌های AD سطوح بالاتری از Aβ داشتند که با افزایش سن، افزایش تدریجی مشاهده شد. در کمال تعجب، پروتئین Aβ1-42 مربوط به AD به طور قابل توجهی در هیپوکامپ بیشتر از سایر قسمت های مغز بود. با این حال، آنها هیچ تغییری در سطح پروتئین تاو، که نشانگر دیگری است که در آسیب شناسی AD تجمع می یابد، پیدا نکردند. به طور کلی، تایید شد که تجمع Aβ1-42 در هیپوکامپ باعث اختلال شناختی در موش‌های AD می‌شود.

این تیم همچنین گمانه‌زنی‌هایی در مورد آسیب میتوکندری ناشی از ROS داشتند که ارتباط نزدیکی با بقای نورون دارد. برای تایید فرضیه خود، آنها سطوح برخی از آنزیم های اکسیداتیو کلیدی میتوکندری، از جمله نیکوتین آمید-نوکلئوتید آدنیلیل ترانسفراز (NMNAT)-3 را تعیین کردند که اثرات ضد پیری از خود نشان می دهد. در حالی که NMNAT-3 کاهش یافته بود، سطوح 3-NT (3-nitrotyrosine)، که شاخص اکسیداسیون بالاتر است، با افزایش سن در موش‌های AD افزایش یافت. پروفسور فوکوی می گوید: “با کاهش سطوح NMNAT-3 و سطوح بالاتر 3-NT، واضح است که اکسیداسیون باعث اختلال در عملکرد میتوکندری می شود و در نهایت منجر به اختلال عملکرد شناختی می شود.”

این تیم در مورد پیامدهای بالقوه نتایج خود، به ویژه در افزایش مصرف ترکیبات آنتی اکسیدانی که می تواند به بدن ما در کاهش ROS کمک کند، خوش بین است. در واقع، بسیاری از آنتی اکسیدان های طبیعی مانند ویتامین E و C را می توان از منابع غذایی به دست آورد. پروفسور فوکوی با حدس زدن نتیجه می گیرد: “اگر بتوان میتوکندری ها را از ROS محافظت کرد، عملکرد میتوکندری و عملکرد شناختی ممکن است حفظ شود. تحقیقات آینده باید بر توسعه نشانگرهای تشخیصی برای تشخیص تغییرات اولیه در مغز و همچنین بررسی ترکیبات با فعالیت آنتی اکسیدانی بالا متمرکز شود. در میتوکندری.”