Bekku Y, Vargova L, Goto Y, Vorisek I, Dmytrenko L, Narasaki M, Ohtsuka A, Faessler R, Ninomiya Y, Sykova E, Oohashi T. J Neurosci. 2010 Feb 24;30(8):3113–23. IF: 7.452
V oblasti Ranvierových zářezů jsou membrány axonů přímo vystaveny extracelulárnímu prostředí, ze kterého jsou během šíření akčního potenciálu odčerpávány kationty. Úplný vliv složení extranodálního mikroprostředí, především extracelulární matrix (ECM), na axonální propagaci je však stále nejasný. Struktura ECM, tvořená hyaluronovou kostrou, na kterou se váží další glykoproteiny nebo proteoglykany (tenascin, chondroitinsulfát proteoglykany a lektikany), je stabilizovaná tzv. spojovacími proteiny („link proteins“), které byly nejdříve popsány v chrupavce. V Ranvierových zářezech myelinizovaných vláken bílé hmoty zesiluje vazbu mezi kyselinou hyaluronovou a proteoglykany nedávno objevený a naklonovaný spojovací protein specifický pro mozek, Bral1 (brain derived link protein). Tato studie ukazuje, že u geneticky modifikovaných myší s deficitem Bral1 je porušena nodální struktura ECM a nervové vedení v bílé hmotě CNS je porušené také (zmenšená amplituda evokovaných potenciálů a pomalejší vedení), i když u mutovaných myší nebyl oproti kontrolám nalezen žádný rozdíl v seskupování či přeměně iontových kanálů v Ranvierových zářezech nebo ve skladbě tkáně kolem nich. Protože makromolekuly ECM tvoří difúzní překážku pro ionty a molekuly (např. mediátory) v extracelulárním prostoru, porucha stavby ECM vede k usnadněné difúzi v extracelulárním prostoru, což potvrzuje měření difúzních parametrů extracelulárního prostoru iontoforetickou metodou v reálném čase i výsledky difúzně vážené MRI. Můžeme tedy říct, že ECM, obsahující velké množství negativně nabitých skupin, představuje nejenom „pool“ pro především sodné kationty, jejichž snadná dostupnost v oblasti Ranvierových zářezů je důležitá pro rychlou propagaci akčního potenciálu, ale zároveň představuje i difúzní bariéru, bránící difúzi iontů z bezprostředního okolí zářezu.
Na to, jaké bude využití nových poznatků, jsme se zeptali jedné ze spoluautorek, doc. MUDr. Lýdie Vargové, Ph.D.:
Abychom mohli cokoliv účinně ovlivňovat a třeba i cíleně léčit, musíme nejdříve pochopit, jak to funguje. Tato práce je příkladem tzv. „základního výzkumu“, studujícího mechanizmy, řídící a ovlivňující správnou funkci mozku, v tomoto případě týkající se šíření signálů v bílé hmotě CNS. Výsledky studie nám dovolují lépe porozumět mechanismům zásadním pro akumulaci kationtů v okolí Ranvierových zářezů, které jsou závislé na kvantitativních i kvalitativních vlastnostech extranodálního mikroprostředí, vytvářející difúzní překážky pro pohyb iontů a molekul. Tyto poznatky mohou přispět k lepšímu pochopení patogenetických procesů u poruch CNS, zahrnujících zhoršené neuronální vedení, jako je např. roztroušená skleróza, a umožnit v budoucnu cílenou léčbu těchto poruch.
-mk-
