Co Piszczy W Nauce – Dlaczego Neurony Umierają Pierwsze?

Co piszczy w nauce – Dlaczego neurony umierają pierwsze?

Temat, który chciałam poruszyć już od jakiegoś czasu, a niedawna wiadomość dała mi kopa, żeby słowo stało się ciałem. Dlaczego neurony umierają pierwsze? Czy są złośliwe z natury? Zaraz będziecie wiedzieć.

W „telegraficznym skrócie” neurony to bardzo szczególne, wyspecjalizowane komórki, co powoduje, że są mniej odporne na uszkodzenia i zmiany niż inne komórki organizmu. Ważne jest też to, że neurony się nie dzielą. Istnieją od tej zasady pewne drobne wyjątki, ale jest to proces tak znikomy, że na potrzeby niniejszego artykułu możemy uznać, że się nie dzielą.

Dlaczego neurony się nie dzielą?

Komórki w organizmie ludzkim mają do wyboru dwie drogi – mogą albo podrosnąć, podtuczyć się i podzielić na dwie kolejne lub mogą przestać się dzielić i pełnić pewne szczególne funkcje. Tak na przykład jest z komórkami serca, które całą swoją siłę i energię „pakują” w pompowanie krwi i z tego względu się nie dzielą.

Numer jeden – SPECJALIZACJA I ENERGIA.

Z neuronami jest podobnie jak z komórkami serca, bo również mają kluczowe dla naszego życia zadanie do wykonania. Ich celem jest przesyłanie impulsów elektrycznych i koordynowanie pracy całego ciała. Musi się to dziać w sposób niezwykle precyzyjny. W związku z tym, w toku specjalizacji, neurony w pewnym momencie postanawiają, że podział komórki byłby dla nich zbyt dużym wydatkiem energii i wolą skupić się na swojej prawidłowej pracy – żeby człowiek mógł skoordynować ruchy i zjeść kanapkę z dżemem wiedząc, że kanapka trafi do buzi a nie na czoło na przykład. Tracą zdolność do podziału, aby skupić się na swoich funkcjach. W konsekwencji neurony pozbywają się tych elementów komórki, które są potrzebne, żeby się podzielić.

Numer dwa – RYZYKO.

Neurony, jak wiecie, tworzą wielomiliardową sieć, przy której najmocniejsze na świecie komputery są proste jak gra w kółko i krzyżyk. Każda komórka ma tam swoje miejsce, organizacja jest precyzyjna i celowa. Dołożenie nowego neuronu do tej wyspecjalizowanej sieci wiązałoby się z jej poważną reorganizacją i mogłoby zagrozić jej normalnemu funkcjonowaniu.

W skrócie, nie dość, że neurony mają tyle roboty przesyłając impulsy elektryczne i kontrolując pracę całego ciała, to jeszcze ryzykują, że nowy neuron może popsuć istniejącą misternie wypracowaną sieć. W konsekwencji neurony uznały, że dzielenie się to zbyt duże ryzyko, lepiej skupić się na wykonywaniu swojej trudnej i precyzyjnej pracy w takiej liczbie, jaka została nam dana, i zatraciły tę zdolność.

Ale co z tego? Czyli jakie konsekwencje płyną z tego, że neurony się nie dzielą?

Jak już wspomniałam wcześniej, neurony potrzebują bardzo dużo energii (tlenu i glukozy). Wystarczy powiedzieć, że sam mózg zużywa 20% naszej energii, a stanowi tylko ok. jedną pięćdziesiątą masy naszego ciała.

Dzieje się tak, ponieważ kształt i funkcja neuronów są bardzo energochłonne. Można powiedzieć, że codzienna praca neuronu jest bardzo stresująca. Poniższe elementy to tylko namiastka tego, na co neuron wydatkuje swoją energię:

  • Neurony mają bardzo osobliwy kształt, jeden neuron może mieć długość nawet do metra długości.
  • Komórka neuronu, żeby przesyłać impulsy elektryczne, musi utrzymywać pewne napięcie pomiędzy jej wnętrzem a częścią zewnętrzną, i tak przez cały metr jej długości.
  • Samo przesyłanie impulsów elektrycznych to ogromna praca.
  • Podobnie jak praca synaps.

Neuron, pochłaniając dużo energii, produkuje dużo produktów ubocznych, między innymi wolnych rodników.  O wolnych rodnikach może słyszeliście, i z nimi, jak ze wszystkim – co za dużo to niezdrowo – powodują w komórce pewne zmiany i błędy.

Jedną z poważnych konsekwencji działania wolnych rodników są uszkodzenia DNA. Jeśli tych uszkodzeń jest wystarczająco dużo lub nie da się ich naprawić, komórka nie może dalej funkcjonować i umiera. A neurony produkują ich sporo.

I się nie dzielą. Co oznacza, że w ciągu całego swojego życia neuron gromadzi wszystkie te zmiany i błędy, oraz inne odpady ze swojej działalności. Komórki, które się dzielą, mogą te błędy i śmieci trochę rozcieńczyć, lub skutecznie się ich pozbyć, a biedny neuron tak to wszystko zbiera i zbiera.

Więc nie dość, że neuron jest bardziej aktywny niż większość komórek organizmu, jego codzienna praca jest bardzo dynamiczna, energochłonna i stresująca, to jeszcze nie może się pozbyć tych błędów tak skutecznie jak inne komórki.

I znowu – ale co z tego?

A to, że ten sam stres, ten sam uraz, może neuron zabić, a innych komórek nie.

Wyobraźcie sobie jakąś zrelaksowaną komórkę, na przykład tłuszczyk, która swobodnie odpoczywa sobie gdzieś pod pępkiem i nie ma za dużo w kalendarzu. A obok niej wyobraźcie sobie neuron, który pracuje jak mróweczka, jest zestresowany, nie może nikomu oddać swojej części pracy (bo się nie dzieli 😊) i praktycznie nigdy nie odpoczywa.

I teraz na obie te komórki zadziała jakiś stres, na przykład obie te komórki będą miały znaczny niedobór SMN. Komórka tłuszczowa ma zapasy energii, zasoby, żeby poradzić sobie z tym niedoborem, ma jakiś bufor bezpieczeństwa. A dla naszego kolegi neuronu to może być gwóźdź do trumny – tego dodatkowego stresu związanego z niedoborem SMN, dołożonego na już bardzo zapracowaną komórkę, nie da się zrekompensować ani naprawić, i on po prostu umiera. I jest możliwość, że tak to się odbywa w SMA.

Nasze rozmyślania prowadzimy w kontekście SMA, ale ta „delikatność” neuronów i ich szybka podatność na poważne uszkodzenia i śmierć jest szeroko dyskutowanym tematem w wielu chorobach i też po prostu w fizjologii organizmu.

* * *

Czy taki jest mechanizm śmierci neuronów w SMA? Niewykluczone. Ale jest jeszcze inna opcja (i to nie jedna).

Komórki spełniają bardzo różne role w organizmie, więc różnią się między sobą swoim „wyposażeniem”. Tak jak hydraulik i stolarz będą mieli pod ręką inne narzędzia. Może być tak, że taka komórka tłuszczowa potrzebuje wielokrotnie razy mniej SMN niż neuron do prawidłowej funkcji. Może być też tak, że SMN ma w neuronach jakieś bardzo konkretne zadanie, zadanie, które tylko SMN może wykonać, żadne inne białko. I może dlatego przy niedoborze SMN neurony umierają pierwsze? Bo inne komórki nie potrzebują tyle SMN lub potrafią je chociaż częściowo zastąpić czymś innym? Nadal nie znamy ostatecznej odpowiedzi.

Czyli podsumowując, neurony to wyspecjalizowane maszynerie, które się nie dzielą i ciężko pracują. W związku z tym w przeciągu swojego życia gromadzą błędy i odpady. Jeśli zgromadzą ich za dużo – umierają. Jeśli na tak zestresowaną i aktywną komórkę zadziała jakiś poważniejszy stres – również może ona umrzeć, mimo, że inne komórki z tym stresem poradzą sobie całkiem nieźle.

I jeszcze na koniec: w dziedzinie SMA nie ma definitywnych odpowiedzi na pytania:

  • w jaki konkretny sposób niedobór białka SMN je zabija? Co tam się dokładnie dzieje i jaka jest sekwencja wydarzeń?
  • dlaczego w SMA to α moto neurony umierają pierwsze, a nie nic innego?

Tego nadal nie wiemy.

Może ktoś z Was lub Waszych pociech to odkryje? Może czekamy właśnie na Was?

Pozdrawiam, Ania.

Seria: Doniesienia naukowe
Back To Top