Паркинсона
Новое исследование Калифорнийского университета в данио выявили процесс, при котором загрязнение воздуха может привести к повреждению клеток мозга, которые могут вызвать болезнь Паркинсона.
Опубликовано в рецензируемом журнале токсикологических наук, результаты исследования показывают, что химические вещества в выхлопных газов дизельного двигателя может вызвать токсическое накопление белка в мозге, называемые альфа-синуклеина, которое часто наблюдается у людей с этим заболеванием.
Предыдущие исследования показали, что люди, живущие в районах с повышенными уровнями дорожного движения, связанных с загрязнением воздуха, как правило, имеют более высокий риск развития болезни Паркинсона. Чтобы понять, что делать загрязняющих веществ в мозг, доктор Джефф Бронштейн, профессор неврологии и директор программы расстройств движения Калифорнийского университета, протестировал влияние выхлопных газов на данио-рерио в лаборатории.
«Это очень важно иметь возможность доказать, что загрязнение воздуха является на самом деле, что вызывает эффект или что-то еще в городских условиях», — сказал Бронштейн.
Тестирование химических веществ на данио, сказал он, позволяет исследователям выделить компоненты загрязнения атмосферного воздуха влияют на клетки мозга таким образом, что может увеличить риск болезни Паркинсона. Пресноводных рыб хорошо подходит для изучения молекулярных изменений в мозгу, потому что его нейроны взаимодействуют таким образом, похожи на людей. Кроме того, Рыбы являются прозрачными, что позволяет ученым легко наблюдать и измерять биологические процессы, не убивая животных.
«Использование данио рерио позволили нам увидеть, что происходит внутри их мозгов в различных временных точек во время учебы», — сказала Лиза Барнхилл, научный сотрудник Калифорнийского университета и первый автор исследования.
Барнхилл добавляют определенные химические вещества, обнаруженные в дизельный выхлоп в воду, в которой данио были сохранены. Эти вещества вызвали изменения в поведении животных, и исследователи подтвердили, что нейроны мрут в подопытных рыб.
Далее они исследовали деятельность в нескольких путей в мозге, связанных с болезнью Паркинсона, чтобы увидеть, как именно частицы загрязняющего вещества способствуют гибели клеток.
У человека болезнь Паркинсона связана с токсичными накопление альфа-синуклеина белка в мозге. Одним образом, эти белки могут созидать через разрушение аутофагия-процесс разрушения старых и поврежденных протеинов. Здоровый мозг постоянно создает и уничтожает белки, нужны для связи между нейронами, но при этом процесс утилизации перестает работать, клетки продолжают создавать новые белки, а старые вам не расчищены.
При болезни Паркинсона, альфа-синуклеина с белками, которые обычно утилизируются накапливаться в токсических комочки внутри и вокруг нейронов, в конечном счете убивая их и мешая нормальному функционированию мозга. Это может вызвать различные симптомы, такие как тремор и ригидность мышц.
Прежде чем подвергать данио рерио дизельных частиц, ученые исследовали рыб нейроны по-обличитель мешки, которые осуществляют старая белка, включая альфа-синуклеина, в рамках аутофагии операции по удалению и обнаружили, что процесс был исправен.
«Мы действительно можем наблюдать, как они двигаются вместе, они появляются и исчезают,» Бронштейн сказал Мешков.
После воздействия дизельного топлива, однако, они видели гораздо меньше мусора-мешки, тащил, чем обычно. Чтобы подтвердить, что это было причиной, клетки мозга умирают, они лечили рыб с препарата, который повышает мусороуборочная процесс и выяснили, что его таки спасут клетки от гибели после воздействия дизельного топлива.
Чтобы подтвердить, что дизель может иметь тот же эффект на человека нейроны, исследователи повторили эксперимент с использованием культивированных клеток человека. Воздействие выхлопных газов дизельных двигателей имели аналогичное действие на эти клетки.
«В целом, этот отчет показывает правдоподобный механизм, почему загрязнение воздуха может увеличить риск развития болезни Паркинсона», — сказал Бронштейн.