Alzheimers: Forskare hittar orsaken till kvällens agitation
En ny studie har avslöjat en biologisk klockkrets som kan förklara varför personer med Alzheimers sjukdom eller andra former av demens kan bli mer upprörda eller aggressiva tidigt på kvällen.
Forskarna hoppas att deras resultat kommer att leda till nya behandlingar som hjälper till att lugna den aggressivitet och agitation som individer med Alzheimers och andra neurodegenerativa sjukdomar ofta upplever som en del av ett tillstånd som kallas "solnedgång".
I en studie av möss som de rapporterar i tidskriften Natur neurovetenskap, förklarar de för första gången hur den biologiska klockan länkar till hjärnceller eller nervceller som styr aggression.
"Vi undersökte den biologiska klockans hjärnkretsar", konstaterar seniorstudieförfattare Prof. Clifford B.Saper, ordförande för Institutionen för neurologi vid Beth Israel Deaconess Medical Center i Boston, MA, "och fann en koppling till en population av neuroner som är kända för att orsaka våldsamma attacker när de stimuleras hos hanmöss."
Vad är solnedgång?
Sundowning är ett tillstånd som vanligtvis ses hos personer med Alzheimers sjukdom, när beteende blir rastlös, upprörd och aggressiv, tillsammans med förvirring.
Namnet härrör från det faktum att det vanligtvis börjar eller blir värre på sen eftermiddag eller tidigt på kvällen - när solen går ner och dagsljuset börjar blekna. Tyvärr är detta ofta den tid då vårdgivarna är trötta och behöver ta en paus.
Vi vet ännu inte exakt vad som orsakar solnedgång. Föreslagna möjligheter inkluderar depression, överdriven trötthet, smärta eller till och med tristess, hunger och törst.
Forskarna bakom den nya studien valde att undersöka en annan möjlighet: att hjärnförändringar som orsakats av neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers stör den biologiska klockan.
De var särskilt intresserade av att ta reda på om klockan "direkt reglerar aggressivt beteende."
Biologiska klockor och dygnsrytm
Biologiska klockor är specifika grupper av proteiner som kommunicerar med celler i nästan alla organ och de flesta vävnader i kroppen.
De svarar på förändringar i ljus och mörker i miljön och ger upphov till dygnsrytmer - det vill säga fysiska, beteendemässiga och mentala förändringar som "följer en daglig cykel."
De flesta levande saker, från mikrober till växter och djur, har dygnsrytmer. Att vara vaken under dagen och sova på natten är till exempel en dygnsrytm som uppstår från biologiska klockor som svarar på förändringar i ljusnivåer i organismen.
Forskare har upptäckt att generna som skapar och kontrollerar de olika komponenterna i biologiska klockor i stort sett liknar människor, möss, fruktflugor, svampar och många andra organismer.
Medan biologiska klockor finns nästan överallt i kroppen, synkroniseras de alla av en "huvudklocka" i hjärnan.
Hos människor, möss och andra ryggradsdjur finns huvudklockan i den suprachiasmatiska kärnan, som är ett kluster av nervceller i hjärnans hypotalamusregion. Klustret innehåller cirka 20 000 celler och tar emot signaler direkt från ögonen.
Circadian aggression mönster
För sin studie mätte Prof. Saper och hans kollegor frekvensen och intensiteten av interaktioner mellan hanmöss då "bosatta möss" försvarade sitt territorium mot "inkräktarmus" som introducerades i deras burar vid olika tidpunkter på dagen.
De rapporterade, för första gången i en publicerad studie, att attackerna på inkräktarmössen visade ett cirkadianmönster av aggression - det vill säga deras intensitet och frekvens berodde på tiden på dagen.
"Mössen", förklarar professor Saper, "var mer benägna att vara aggressiva tidigt på kvällen när lamporna slocknade och minst aggressiva tidigt på morgonen, runt lamporna på."
"Det ser ut som aggressivitet", fortsätter han, "byggs upp hos möss under lamporna på och når en topp i slutet av ljusperioden."
I en annan uppsättning experiment manipulerade forskarna mössens biologiska masterklocka genom att justera gener i neuronerna som reglerar den.
De upptäckte att mössen förlorade sitt cirkadiska aggressionsmönster när de stoppade neurons från klockan från att kunna göra en specifik kemisk budbärare eller neurotransmittor. Aggressiviteten förblev hög hela tiden och visade inga höjder och nedgångar.
Forskarna använde sedan ett verktyg som kallades optogenetik för att kartlägga de involverade hjärnkretsarna. Verktyget använder laserljus för att stimulera och inaktivera riktade hjärnceller.
Biologisk klocka knuten till aggressionsneuroner
Forskarna upptäckte två parallella kretsar som länkar den biologiska klockan till en hjärndelregion som kallas "ventrolateral del av den ventromediala hypotalamus", som är känd för att reglera aggression. Stimulerande nervceller här gör att möss blir våldsamma och aggressiva.
De drar slutsatsen att deras resultat avslöjar en "funktionell" krets genom vilken "den suprachiasmatiska kärnan [master] -klockan reglerar aggression."
Mönstren som de observerade hos mössen, säger professor Saper, "efterliknar mönstren av ökad aggression som ses hos patienter under solnedgången."
Detta föreslår att kretsen skadas på något sätt i neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers, konstaterar han.
Ytterligare forskning om hur denna biologiska klockkrets förändras hos personer med Alzheimers sjukdom kan vara mycket användbar för att förbättra livskvaliteten för patienter och vårdgivare.
"Sundning är ofta anledningen till att patienter måste institutionaliseras, och om läkare kan kontrollera denna krets för att minimera aggressivitet i slutet av dagen, kan patienter kanske leva hemma längre."
Prof. Clifford B. Saper
