Parkinsonova bolest je povezana sa većim rizikom od kognitivnog oštećenja i demencije što može ozbiljno da utiče na kvalitet života. Kognitivni simptomi uključuju nedostatak pažnje i mentalne fleksibilnosti, između ostalog, i mogu prethoditi tremorima i ukočenosti koji se koriste za dijagnostikovanje bolesti.
Ove i druge kognitivne sposobnosti zavise od kapaciteta sinapsi da ojačaju i oslabe dinamičkim dodavanjem ili uklanjanjem neurotransmiterskih receptora unutar sinaptičke membrane relevantnih strijatalnih i drugih nervnih kola.
Nova studija objavljena u Proceedings of the National Academi of Sciences pokazuje funkcionalnu ranjivost u krugu koji se ne degeneriše kod Parkinsonove bolesti i u mladosti.
Istraživači su otkrili da se kod miševa genetski modifikovanih da nose mutaciju gena koja izaziva Parkinsonovu bolest, podtip receptora za neurotransmiter glutamat nenormalno se akumulira na površini ćelije klase neurona u strijatumu važnim za pažnju i druge kognitivne funkcije.
Normalno, skup receptora čekanja može se brzo regrutovati u sinapse da bi se dinamički povećala sinaptička snaga, ali kod Parkinsonovih neurona, ovi receptori ne uspevaju da se regrutuju u sinapse pod eksperimentalnim uslovima koji normalno jačaju sinaptičke odgovore.
Receptori su imobilisani ili zarobljeni na površini ćelije Parkinsonovih neurona u poređenju sa kontrolnim neuronima, nesposobni da se internalizuju, eksternalizuju ili čak tranzitiraju unutar membrane, čime se narušava molekularna osnova sinaptičke plastičnosti koja je neophodna za kognitivne i druge striatalne funkcije.
Koristeći miševe genetski modifikovane da nose mutaciju gena koja izaziva Parkinsonovu bolest, istraživači su primenili mikroskopiju visoke rezolucije, biohemiju i elektrofiziologiju kako bi pokazali da sinapse na jednoj vrsti strijatalnih neurona važnih za izvršnu funkciju ne uspevaju da ojačaju jer se podtip glutamatnog receptora nenormalno akumulira na površine ćelije i postaju selektivno zarobljeni, nesposobni da se kreću u sinapse ili iz njih.
Oni su pokazali da je unutar identifikovanog ekscitatornog neuronskog kola u strijatumu glutamatni receptor tipa AMPA prekomerno obogaćen na površini i unutar i izvan sinapsi na podtipu direktnog puta neurona striatalne projekcije. Receptori su abnormalno stabilni ili zarobljeni jer ne uspevaju da se internalizuju sa površine ili da se lako kreću unutar ravni membrane.
Receptori takođe ne uspevaju da se ubace u membranu kada su stimulisani paradigmama koje normalno jačaju sinapse. Dakle, glutamatni receptori su zasićeni i nepokretni u sinapsama na ovim strijatalnim neuronima, što u velikoj meri ograničava njihovu funkciju.
Ove akcije ograničavaju sinaptičku snagu na uski radni opseg koji nije kompatibilan sa dinamičkim prometom receptora potrebnim za kognitivne funkcije, i u skladu sa prethodnim studijama koje pokazuju da ovi Parkinsonovi miševi pokazuju kognitivne deficite. Značajno je da su nalazi bili konzistentni kod miševa u razvoju i zrelosti, koji bi, ako se repliciraju kod ljudi, mogli biti rani znak kognitivnog rizika, podložni tretmanu pre neuralne degeneracije.
Istraživanje sugeriše da oštećena dinamička i koordinirana membranska trgovina podtipom glutamatnih receptora u i iz striatalnih sinapsa na neuronima striatalne projekcije direktnog puta leži u osnovi oštećenja kognitivnih ili drugih funkcija kod Parkinsonove bolesti.
