Parkinsons: Dietförening flyttar giftigt protein från tarm till hjärna
En nyligen genomförd studie på råttor avslöjar att en nu förbjuden herbicid och en vanlig kemikalie som härrör från livsmedel kan arbeta tillsammans för att producera symtom som liknar de som finns i Parkinsons sjukdom.
Parkinsons sjukdom är ett neurodegenerativt tillstånd.
Hjärnceller i substantia nigra - en region som är viktig för motorisk kontroll - bryts sakta ner.
De vanligaste Parkinsons symtomen är styvhet och tremor.
Andra symtom inkluderar några andra fysiska förändringar och vissa psykologiska problem.
Villkoret är vanligast hos äldre vuxna. När befolkningen blir äldre kommer därför Parkinsons sannolikt att bli ett ännu större problem.
Hittills finns det dock inget botemedel och inget sätt att förhindra att sjukdomen utvecklas.
Ett protein som kallas alfa-synuclein spelar en central roll i Parkinsons; den klumpar ihop sig och bildar en del av större strukturer som kallas Lewy-kroppar. Dessa verkar döda hjärnceller.
Paraquat och Parkinsons risk
Forskare vet fortfarande inte exakt varför Parkinsons sjukdom förekommer hos vissa människor men inte andra, men de är övertygade om att både gener och miljö är inblandade.
En potentiell riskfaktor som har väckt debatt är exponering för en herbicid som kallas paraquat. En gång i stor utsträckning förbjöd USA det 2007.
Experiment har visat att administrering av parakvat kan orsaka Parkinsonsliknande symtom eller Parkinsonism hos gnagare. Men de nivåer av bekämpningsmedel som forskarna använde i dessa experiment ligger långt över vad en människa någonsin skulle uppleva i verkligheten.
Nyligen ville forskare vid Penn State College of Medicine i Hershey ta reda på om kontakt med paraquat eller inte - vid realistiska exponeringsnivåer - verkligen kunde öka risken för att utveckla Parkinsons sjukdom.
Forskarna ville förstå exakt hur denna kemikalie kunde resa från magen för att påverka proteinuppbyggnaden i hjärnan. De har nu publicerat sina resultat i tidskriften NPJ Parkinsons sjukdom.
Börjar i tarmen
Specifikt var forskarna intresserade av att testa teorin att parakvat, en gång i magen, orsakar att alfa-synuklein fälls ihop och sedan hjälper det att resa till hjärnan.
Forskare tror att alfa-synuklein löper längs vagusnerven, som i sig går mellan magen och hjärnan. Faktum är att färska studier har visat att vagusnerven har en direkt koppling till substantia nigra, vilket gör den till en främsta misstänkt i Parkinsons sjukdom.
Denna direkta länk hjälper också till att förklara varför matsmältningsproblem ofta föregår motoriska symtom på Parkinsons med flera år.
För att undersöka matade forskarna råttor små doser parakvat i 7 dagar. De matade dem också lektiner, som är sockerbindande proteiner som finns i livsmedel som råa grönsaker, ägg och spannmål.
Tillverkare av vissa typer av läkemedel använder också lektiner; de fungerar som chaperoner och hjälper till att leverera droger till hjärnan eller magen. Tidigare har forskare visat en koppling mellan att ta läkemedel som innehåller lektin och att utveckla Parkinsonism. De har dock ännu inte bevisat att det finns någon orsakssamband.
Utredarna tror att lektiner kan bilda länken mellan parakvat och Parkinsons.
Efter försöket på 7 dagar väntade laget ytterligare 14 dagar innan de testade djuren. Forskarna bedömde sedan motorisk funktion och letade efter andra markörer för Parkinsons. Som förväntat identifierade de Parkinsons-relaterade förändringar.
För att kontrollera deras resultat undersökte forskarna ytterligare.
”Vi administrerade levodopa, som är ett vanligt läkemedel mot Parkinsons sjukdom. Vi såg en återgång till nästan normala typer av motoriska svar, vilket var en tydlig indikation på att vi tittade på någon form av Parkinsonism. ”
Senior studieförfattare Prof. Alberto Travagli
Vagusnervens roll
I en annan del av studien kopplade teamet bort vagusnerven från magen hos vissa råttor innan de påbörjade den 7-dagars interventionen.
Dessa djur utvecklade inte Parkinsonism, vilket visade att vagusnerven är den troliga vägen som den felveckade alfa-synuklein tar.
Som studieförfattare förklarar professor Thyagarajan Subramanian:
”Vi kunde visa att om du har oral exponering för parakvat, även vid mycket låga nivåer, och du också konsumerar lektiner [...] så kan det potentiellt utlösa bildandet av detta protein - alfa-synuklein - i tarmen. När den väl har bildats kan den resa upp i nervus vagus och till den del av hjärnan som utlöser starten av Parkinsons sjukdom. ”
Denna serie experiment visar hur samspelet mellan två intagna föreningar kan konspirera för att skapa och sedan transportera giftiga proteinstrukturer från tarmen till hjärnan.
I framtiden planerar forskarna att undersöka om vissa kostförändringar eller läkemedel kan störa antingen produktionen av alfa-synuklein eller proteinets resa från tarmen till hjärnan.
