Nowe badania mające wpływ na leczenie choroby Parkinsona sugerują, że gdy chcemy się ruszyć, naszym mózgom potrzebny jest szybki wybuch dopaminy.
Wyniki naukowców z Centrum Champalimaud dla Nieznanych w Portugalii oraz Columbia University w Nowym Jorku podważają koncepcję, że mózg wymaga stałego poziomu dopaminy do normalnego ruchu.
Raport z badania, opublikowany w prestiżowym czasopiśmie, opisuje, w jaki sposób bezpośrednio przed rozpoczęciem ruchów, powiązane neurony wykazują szczytowe poziomy aktywności dopaminy.
«Nasz najważniejszy wynik», mówi pierwszy autor badania, dr Joaquim Alves da Silva, psychiatra i neurolog z Centrum Champalimaud oraz Uniwersytetu Nova w Lizbonie, «to, że po raz pierwszy pokazaliśmy, że zmiana aktywności neuronowej jest niezbędna do promowania ruchu.»
«I po raz pierwszy,» kontynuuje, «udowodniliśmy, że szczyt dopaminy, który poprzedza inicjację ruchu, nie tylko reguluje rozpoczęcie, ale także wigor ruchu.»
Śmierć komórek dopaminowych prowadzi do choroby Parkinsona
Choroba Parkinsona jest postępującą chorobą, która rozwija się, gdy komórki produkujące dopaminę w istocie czarnej, obszarze mózgu odpowiedzialnym za ruch, umierają.
Dopamina jest neuroprzekaźnikiem, czyli przekaźnikiem chemicznym, który przenosi sygnały między neuronami. Jest związana z wieloma funkcjami mózgu, w tym kontrolą ruchu oraz zachowaniami związanymi z nagrodą i przyjemnością.
Do głównych objawów choroby Parkinsona należą: drżenie, sztywność, spowolnienie ruchowe oraz zaburzenia koordynacji i równowagi. W miarę postępu objawów, pacjenci zaczynają mieć trudności z mówieniem, chodzeniem, wykonywaniem codziennych zadań oraz prowadzeniem niezależnego życia.
Choć choroba dotyka głównie osoby powyżej 60. roku życia, około 4 procent przypadków diagnozowanych jest u osób poniżej 50. roku życia.
Na całym świecie żyje ponad 10 milionów osób z chorobą Parkinsona. W Stanach Zjednoczonych, gdzie każdego roku diagnozuje się około 60 000 nowych przypadków, całkowity koszt leczenia tej choroby szacowany jest na 25 miliardów dolarów rocznie.
Obecnie nie ma lekarstwa na chorobę Parkinsona. Istnieją jednak leki, które mogą znacznie złagodzić objawy u wielu osób, pomagając uzupełnić i utrzymać malejącą podaż dopaminy w mózgu.
Trudność z inicjacją ruchu i spowolnienie
Nowe badanie jest szczególnie istotne, ponieważ sugeruje, że może istnieć lepszy sposób na skorygowanie niedoboru dopaminy.
Dr Alves da Silva wyjaśnia, że osoby z chorobą Parkinsona «nie mają globalnego problemu z motoryką», ale ich trudności są specyficzne. W odpowiednich okolicznościach mogą wykonywać złożone zadania motoryczne. Na przykład, jeśli otrzymają impuls w odpowiednim czasie, mogą nawet bez problemu jeździć na rowerze.
«Problem pacjentów,» dodaje, «polega na trudnościach z zainicjowaniem ruchu oraz spowolnieniu.» Ta obserwacja zainspirowała zespół do dalszych badań.
W nowym badaniu naukowcy zastosowali technikę zwaną optogenetyką, która wykorzystuje światło lasera do szybkiego stymulowania aktywności neuronów w mózgach myszy.
Optogenetyka to stosunkowo nowa technologia, która znacząco zmienia «krajobraz neuronauki», poprawiając naszą wiedzę o tym, jak poszczególne obwody mózgowe działają w zdrowiu i chorobie.
Dr Alves da Silva podkreśla, że zastosowali tę metodę, aby upewnić się, że rejestrują jedynie aktywność neuronów produkujących dopaminę z istoty czarnej myszy.
Wybuch aktywności neuronów dopaminowych
Naukowcy zarejestrowali, co działo się w mózgach myszy, gdy poruszały się swobodnie w otwartej przestrzeni. Dzięki czujnikom ruchu mogli wykryć moment, w którym zwierzęta zaczęły się poruszać, oraz dokładnie określić aktywność komórek produkujących dopaminę w okresie poprzedzającym ich ruchy.
Wyniki wykazały, że aktywność neuronów wytwarzających dopaminę osiągnęła szczyt tuż przed rozpoczęciem przez myszy danego ruchu.
Następnie, w innym eksperymencie, pozwolili myszom na swobodne wędrowanie, manipulując jednocześnie aktywnością ich neuronów wytwarzających dopaminę za pomocą lasera, aby je włączać i wyłączać.
Ponownie, za pomocą czujników ruchu, mogli połączyć, kiedy myszy były w ruchu, a kiedy nie.
Dr Alves da Silva zauważa, że aktywacja neuronów wytwarzających dopaminę, gdy myszy nie poruszają się «przez pół sekundy, była wystarczająca, aby promować ruch – i z większą energią – niż w przypadku braku aktywności tych neuronów.»
Jednakże, jeśli aktywowali neurony, gdy myszy były już w ruchu, zwierzęta kontynuowały swoje życie – nie było zmian w ruchu ani jego wigorze, które definiowały zmiany w przyspieszeniu.
Wyniki mogą również wyjaśniać związek z motywacją
Naukowcy odkryli ten sam rezultat, gdy wyłączyli neurony wytwarzające dopaminę w trakcie trwającego ruchu – nie było zmian w ruchu ani jego wigorze.
«Te wyniki,» wyjaśnia starszy autor Rui Costa, profesor neurologii na Uniwersytecie Columbia, «pokazują, że aktywność neuronów dopaminowych może działać jako brama pozwalająca na inicjację ruchów lub ich brak.»
«Wyjaśniają one, dlaczego dopamina jest tak istotna w kontekście motywacji, a także dlaczego jej niedobór w chorobie Parkinsona prowadzi do objawów, które ona powoduje,» dodaje.
Jednym z leków obecnie stosowanych w leczeniu choroby Parkinsona jest lewodopa, która podnosi poziom dopaminy w organizmie.
«Ale lewodopa stale podnosi poziom dopaminy, nie tylko wtedy, gdy chcemy się poruszać,» mówi prof. Costa, dodając, że długotrwałe stosowanie leku prowadzi również do dyskinezy, schorzenia charakteryzującego się mimowolnymi ruchami.
«Nasze badanie sugeruje, że strategie, które zwiększyłyby dopaminę w momencie, gdy istnieje chęć do ruchu, mogłyby działać skuteczniej.»
Prof. Rui Costa
Nowe kierunki badań nad Parkinsonem w 2024 roku
W 2024 roku badania nad chorobą Parkinsona koncentrują się na innowacyjnych terapiach, które mogą poprawić jakość życia pacjentów. Nowe podejścia dotyczące stymulacji mózgu oraz zastosowania terapii genowej stają się coraz bardziej obiecujące. Badania nad neuroplastycznością wskazują, że mózg ma zdolność do adaptacji, co może być kluczowe w opracowywaniu nowych strategii terapeutycznych. Warto również zwrócić uwagę na znaczenie diety oraz stylu życia w zarządzaniu objawami choroby, co może wpłynąć na poprawę ogólnego stanu zdrowia pacjentów. W nadchodzących latach spodziewamy się znaczących postępów w leczeniu Parkinsona, co może przynieść nadzieję milionom ludzi dotkniętym tą chorobą.
