Ученые находят доказательства связи между дизельным выхлопом и риском болезни Паркинсона
Новое исследование UCLA на рыбках данио идентифицировало процесс, посредством которого загрязнение воздуха может повредить клетки мозга, потенциально способствуя болезни Паркинсона.
Опубликованные в рецензируемом журнале Toxicological Sciences результаты показывают, что химические вещества в дизельном выхлопе могут вызывать накопление токсического белка в мозге, называемого альфа-синуклеином , который обычно наблюдается у людей с этим заболеванием.
Предыдущие исследования показали, что люди, живущие в районах с повышенным уровнем загрязнения воздуха, связанного с дорожным движением, чаще страдают от болезни Паркинсона. Чтобы понять, что загрязняющие вещества влияют на мозг, доктор Джефф Бронштейн, профессор неврологии и директор Программы по расстройствам движения UCLA, проверил влияние выхлопа дизельного топлива на рыбок данио в лаборатории.
«Очень важно иметь возможность продемонстрировать, действительно ли загрязнение воздуха является причиной воздействия или что-то еще в городских условиях», — сказал Бронштейн.
По его словам, тестирование химических веществ на рыбках данио позволяет исследователям выяснить, влияют ли компоненты загрязнения воздуха на клетки мозга таким образом, что это может увеличить риск болезни Паркинсона. Пресноводные рыбы хорошо подходит для изучения молекулярных изменений в мозге , потому что его нейроны взаимодействуют подобно человеку. Кроме того, рыбы прозрачны, что позволяет ученым легко наблюдать и измерять биологические процессы, не убивая животных.
«Использование рыбок данио позволило нам увидеть, что происходит в их мозге в различные моменты времени во время исследования», — сказала Лиза Барнхилл, постдокторант UCLA и первый автор исследования.
Барнхилл добавил некоторые химические вещества, обнаруженные в выхлопе дизельного топлива, в воду, в которой хранились данио. Эти химические вещества вызвали изменение в поведении животных, и исследователи подтвердили, что нейроны отмирают в подвергшейся воздействию рыбе.
Затем они исследовали активность нескольких путей в мозге, которые, как известно, связаны с болезнью Паркинсона, чтобы точно определить, как частицы загрязняющих веществ способствуют гибели клеток.
У людей болезнь Паркинсона связана с токсическим накоплением белков альфа-синуклеина в мозге. Одним из способов, с помощью которого эти белки могут накапливаться, является разрушение аутофагии — процесс разрушения старых или поврежденных белков. Здоровый мозг постоянно производит и избавляется от белков, которые ему необходимы для связи между нейронами, но когда этот процесс утилизации перестает работать, клетки продолжают производить новые белки, а старые никогда не удаляются.
У паркинсона белки альфа-синуклеина, которые обычно удаляются, накапливаются в токсичных скоплениях внутри и вокруг нейронов, в конечном итоге убивая их и нарушая нормальное функционирование мозга. Это может привести к различным симптомам, таким как тремор и ригидность мышц.
Прежде чем подвергать рыбок данио воздействию частиц дизельного топлива, исследователи исследовали нейроны рыб на наличие контрольных пакетов, которые содержат старые белки, в том числе альфа-синуклеин, как часть операции по утилизации аутофагии, и обнаружили, что процесс работает должным образом.
«Мы действительно можем наблюдать, как они движутся, появляются и исчезают», — сказал Бронштейн.
Однако после воздействия дизельного топлива они увидели гораздо меньше мешков с мусором, чем обычно. Чтобы подтвердить, что именно по этой причине клетки мозга умирают, они обработали рыбу препаратом, который ускоряет процесс утилизации мусора, и обнаружили, что он действительно спасает клетки от смерти после воздействия дизельного топлива.
Чтобы подтвердить, что дизельное топливо может оказывать такое же влияние на нейроны человека, исследователи повторили эксперимент с использованием культивируемых клеток человека. Воздействие выхлопных газов дизеля оказало аналогичное влияние на эти клетки .
«В целом, этот отчет показывает правдоподобный механизм того, почему загрязнение воздуха может увеличить риск болезни Паркинсона», — сказал Бронштейн.
