Alzheimers: Forskere finner årsaken til uro om kvelden
En ny studie har avdekket en biologisk klokkekrets som kan forklare hvorfor personer med Alzheimers sykdom eller andre former for demens kan bli mer urolige eller aggressive tidlig på kvelden.
Forskerne håper at deres funn vil føre til nye behandlinger som hjelper til med å berolige aggressiviteten og agitasjonen som personer med Alzheimers og andre nevrodegenerative sykdommer ofte opplever som en del av en tilstand som kalles "solnedgang".
I en studie av mus som de rapporterer i tidsskriftet Natur nevrovitenskap, forklarer de for første gang hvordan den biologiske klokken kobles til hjerneceller, eller nevroner, som styrer aggresjon.
"Vi undersøkte hjernekretsene til den biologiske klokken," bemerker seniorstudieforfatter Prof. Clifford B.Saper, leder av Institutt for nevrologi ved Beth Israel Deaconess Medical Center i Boston, MA, "og fant en forbindelse til en populasjon av nevroner som er kjent for å forårsake voldelige angrep når de stimuleres hos hannmus."
Hva er solnedgang?
Solnedgang er en tilstand som vanligvis ses hos mennesker med Alzheimers sykdom, når atferd blir rastløs, opphisset og aggressiv, ledsaget av forvirring.
Navnet er hentet fra det faktum at det vanligvis begynner eller blir verre sent på ettermiddagen eller tidlig på kvelden - når solen går ned og dagslyset begynner å falme. Dessverre er dette ofte den tiden omsorgspersoner er slitne og trenger å ta en pause.
Vi vet ennå ikke nøyaktig hva som forårsaker solnedgang. Foreslåtte muligheter inkluderer depresjon, overdreven tretthet, smerte eller til og med kjedsomhet, sult og tørst.
Forskerne bak den nye studien valgte å undersøke en annen mulighet: at hjerneendringer utført av nevrodegenerative sykdommer som Alzheimers forstyrrer den biologiske klokken.
De var spesielt interessert i å finne ut om klokken "direkte regulerer aggressiv atferd."
Biologiske klokker og døgnrytme
Biologiske klokker er spesifikke grupper av proteiner som kommuniserer med celler i nesten hvert organ og mest vev i kroppen.
De reagerer på endringer i lys og mørkt i miljøet og gir opphav til døgnrytmer - det vil si fysiske, atferdsmessige og mentale endringer som "følger en daglig syklus."
De fleste levende ting, fra mikrober til planter og dyr, har døgnrytme. For eksempel å være våken om dagen og sove om natten er en døgnrytme som oppstår fra biologiske klokker som reagerer på endringer i lysnivået i organismenes miljø.
Forskere har oppdaget at genene som lager og kontrollerer de forskjellige komponentene i biologiske klokker stort sett er like hos mennesker, mus, fruktfluer, sopp og mange andre organismer.
Mens biologiske klokker finnes nesten overalt i kroppen, blir de alle synkronisert av en "hovedklokke" i hjernen.
Hos mennesker, mus og andre virveldyr ligger hoveduret i den suprachiasmatiske kjernen, som er en klynge av neuroner inne i hypothalamus-regionen i hjernen. Klyngen inneholder rundt 20 000 celler og mottar signaler direkte fra øynene.
Sirkadisk aggresjonsmønster
For studien, målte Prof. Saper og hans kolleger hyppigheten og intensiteten av interaksjoner mellom hannmus når "bosatte mus" forsvarte sitt territorium mot "inntrengermus" som ble introdusert i burene deres på forskjellige tidspunkter av dagen.
De rapporterte for første gang i en publisert studie at angrepene på inntrengermusene viste et sirkadisk mønster av aggresjon - det vil si intensiteten og frekvensen avhenger av tidspunktet på dagen.
"Musene," forklarer prof. Saper, "var mer sannsynlig å være aggressive tidlig på kvelden rundt lys ut, og minst aggressive tidlig på morgenen, rundt lys på."
"Det ser ut som aggressivitet," fortsetter han, "bygger seg opp i mus i lyset på perioden, og når en topp rundt slutten av lysperioden."
I et annet sett med eksperimenter manipulerte forskerne musens biologiske mesterklokke ved å tilpasse gener i nevronene som regulerer den.
De oppdaget at når de stoppet nevroner fra klokken, kunne de lage en spesifikk kjemisk messenger, eller nevrotransmitter, mistet musene sitt sirkadiske mønster av aggresjon. Aggressivitet forble høy hele tiden og viste ingen høyder og nedturer.
Forskerne brukte deretter et verktøy kalt optogenetics for å kartlegge involverte hjernekretser. Verktøyet bruker laserlys for å stimulere og deaktivere målrettede hjerneceller.
Biologisk klokke bundet til aggresjonsneuroner
Forskerne oppdaget to parallelle kretsløp som knytter den biologiske klokken til en hjerne-underregion kalt den "ventrolaterale delen av den ventromediale hypothalamus", som er kjent for å regulere aggresjon. Stimulerende nevroner her får mus til å bli voldelige og aggressive.
De konkluderer med at resultatene deres avslører en "funksjonell" krets gjennom hvilken "den suprachiasmatic nucleus [master] Clock regulerer aggresjon."
Mønstrene de observerte hos musene, sier prof. Saper, "etterligner mønstrene for økt aggresjon sett hos pasienter under solnedgang."
Dette antyder at kretsløpet på en eller annen måte er skadet i nevrodegenerative sykdommer som Alzheimers, bemerker han.
Videre forskning på hvordan denne biologiske klokkekretsen endres hos mennesker med Alzheimers sykdom kan være svært nyttig for å forbedre livskvaliteten for pasienter og omsorgspersoner.
"Solnedgang er ofte grunnen til at pasienter må institusjoneres, og hvis klinikere kan kontrollere denne kretsen for å minimere aggressivitet på slutten av dagen, kan pasientene kanskje bo hjemme lenger."
Prof. Clifford B. Saper
