Обнаружен механизм, который вызывает возрастные нарушения памяти

Возрастное снижение когнитивных способностей вызывает глубокие опасения. Ученые динамично развивающейся области неврологии из Университета Колорадо исследовали факторы, которые способствуют потере когнитивных способностей в пожилом возрасте. Их последнее исследование проливает новый свет на молекулярную динамику возрастных проблем с памятью.

Воспоминания – это неуловимые фрагменты нашего опыта. Они не являются абстрактными понятиями, а сложным образом формируются на молекулярном уровне в клетках нашего мозга. Этот процесс включает взаимодействия между важнейшими белками в специфических клеточных пространствах. Дисфункция на этом уровне может иметь серьезные поведенческие последствия.

Ca2+/кальмодулин-зависимая протеинкиназа II, известная как CaMKII, является ключевым ферментом в памяти и процессе обучения. Считается, что ее накопление в синапсах (места контакта между нейронами клеток мозга) способствует укреплению новых связей и кодированию устойчивых воспоминаний.

Другим ключевым участником памяти является оксид азота (NO). Он не накапливается в везикулах и не высвобождается при деполяризации мембраны, что нетипично для нейротрансмиттера. Вместо этого после синтеза этот вторичный посредник проникает через мембраны клеток и стимулирует процессы памяти в близлежащих клетках.

Оксид азота (NO) оказывает влияние на нейронные белки (в том числе на CaMKII), присоединяясь к специфическим аминокислотам, например, к цистеину, и образует связь под названием S-нитрозилирование.

В своей новой публикации Science Signaling Румиан и др. описывают, как снижение когнитивных способностей с возрастом может быть отражено на молекулярном уровне в виде нарушений активности CaMKII и NO.

В недавнем исследовании ученые сконструировали модель мыши, имитирующую низкий уровень нитрозилирования в двух различных участках белка CaMKII. Эта модель была направлена на изучение влияния низкого уровня нитрозилирования на синаптическую функцию и память.

У мышей с низким уровнем S-нитрозилирования CaMKII нарушалась пространственная память, и наблюдались нейронные реакции, как у пожилых мышей. По-видимому, необходимый уровень нитрозилирования имеет решающее значение для поддержания накопления CaMKII в активных синапсах для формирования памяти.

Эти результаты дополняют предыдущие исследования, которые были посвящены изучению фермента, ответственного за расщепление и метаболизм оксида азота (NO). Было высказано предположение, что усиление NO-сигнальных путей может способствовать устранению когнитивных нарушений.

Это позволило рассматривать ферменты NO как потенциальную мишень для лечения возрастного снижения умственных способностей.

Мы продолжаем разгадывать тайны возрастной памяти, и это исследование помогло нам глубже понять суть проблем с памятью у пожилых людей и обнаружить новые способы воздействия на клеточные процессы, отвечающие за них.

Источники: EurekAlert!, Science Signaling, Journal of Neuroscience, Indian Journal of Medical Research