Организм человека естественным образом вырабатывает небольшое количество сероводорода, который помогает регулировать функции всего организма: от клеточного метаболизма до расширения кровеносных сосудов. Сегодня ученым также известно, что газы являются основными клеточными молекулами-посредниками, имеющими особое значение в мозге. Они действуют через разные механизмы, чтобы обеспечить обмен сообщениями между клетками. В случае сероводорода это происходит за счет модификации целевых белков с помощью процесса, называемого химической сульфгидратацией, который модулирует их активность
Уровни сульфгидратации в головном мозге снижаются с возрастом, и эта тенденция усиливается у пациентов с болезнью Альцгеймера. Ученые их Медицинского центра Джона Хопкинса изучили мышей, генетически модифицированных для имитации болезни Альцгеймера человека. Они ввели животным соединение под названием NaGYY, разработанное специалистами Университета Эксетера (Великобритания), которое несет сероводород и медленно высвобождает его, путешествуя по организму. Затем исследователи проверили изменения памяти и двигательной функции у мышей в течение 12-недельного периода.
Поведенческие тесты показали, что сероводород улучшил когнитивные и двигательные функции на 50%. Получавшие лечение мыши могли лучше запоминать места выхода из платформы и казались более физически активными, чем их собраться из контрольной групы, не получавшие NaGYY.
Таким образом, результаты показали, что поведенческие последствия болезни Альцгеймера можно обратить вспять, введя сероводород, но исследователей также интересовало, как именно мозг реагирует на молекулу газа.
Серия биохимических экспериментов выявила изменение общего фермента, называемого гликогенсинтаза β (GSK3β). В присутствии нормального уровня сероводорода GSK3β обычно действует как сигнальная молекула, добавляя химические маркеры к другим белкам и изменяя их функцию. Однако исследователи заметили, что в отсутствие сероводорода GSK3β перетягивается к другому белку мозга, называемому тау.
Когда GSK3β взаимодействует с тау-белком, тау-белок принимает форму, которая запутывается и скапливается внутри нервных клеток. По мере роста таких скоплений они блокируют связь между нервами, что в конечном итоге приводит к их гибели. Это является причиной ухудшения и, в конечном итоге, потери когнитивных функций, памяти, двигательной активности – симптомов, характерных для болезни Альцгеймера.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Daniel Giovinazzo, Biljana Bursac, Juan I. Sbodio, Sumedha Nalluru, Thibaut Vignane, Adele M. Snowman, Lauren M. Albacarys, Thomas W. Sedlak, Roberta Torregrossa, Matthew Whiteman, Milos R. Filipovic, Solomon H. Snyder, Bindu D. Paul. Hydrogen sulfide is neuroprotective in Alzheimer’s disease by sulfhydrating GSK3β and inhibiting Tau hyperphosphorylation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (4): e2017225118 DOI: 10.1073/pnas.2017225118
