Der Mangel an Sauerstoff während der Periode der Antizipation der Geburt eines Kindes, eine Bedingung, die beeinflussen können, die Kinder von schwangeren Frauen unterzogen, um einen hohen Blutdruck Störung namens pre-eclampsia, ist gefunden worden, um eine Ursache von Schizophrenie. In einem Artikel, veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte, Forscher an der Santa Casa de São Paulo Medical School (FCM-SCSP) in Brasilien beschrieben, wie dieses Phänomen, genannt Hypoxie, betrifft Astrozyten, eine der häufigsten Arten von Gehirn-Zelle.
In Experimenten mit Ratten-Astrozyten, die Forscher beobachteten, dass die Hypoxie wirkt sich auf das funktionieren der Mitochondrien, der Energie produzierenden Organellen in den Zellen. Diese Studie ebnet den Weg für die zukünftige Entwicklung von Therapien, um den Prozess zu stoppen führt zu Mitochondrien-Dysfunktion und verhindert somit eine Beschädigung des fetalen Gehirns im Falle von pre-eclampsia.
“Wir begannen mit Astrozyten, denn Sie sind die häufigste, und auch, weil Sie verstoffwechseln wichtiger Neurotransmitter, wie Glutamat, und ein entscheidender Faktor bei der Schizophrenie. Wir untersuchen jetzt die Wirkung von Hypoxie auf die Neuronen,” sagte Tatiana Rosado Rosenstock, professor an der FCM-SCSP und principal investigator für die Studie. “Wir wollen herausfinden, welche Signale eine bestimmte Art von Zelle sendet ein anderes zu vermeiden Gehirn schädigen.”
Astrozyten sind sternförmige Zellen und die am weitesten verbreitete Glia-Zellen, die in der Unterstützung und Isolierung der Nervenzellen. Gliazellen, zu denen auch die oligodendrozyten und mikroglia, Konto für 90% des Gehirns im Durchschnitt. Der rest besteht aus Neuronen. Glia sind dynamische Zellen, regulieren den Stoffwechsel des zentralen Nervensystems, die Homöostase aufrechtzuerhalten, bilden myelin, liefern Nährstoffe zu den Nervenzellen und vermitteln die Bildung von Synapsen.
Drei Modelle
Die Studie führen Autor, Luiz Felipe Souza e Silva, unternahm die Forschung während der Vorbereitung für einen master-Abschluss mit Stipendium von der FAPESP. Die Arbeitsgruppe am FCM-SCSP verwendet drei Methoden zu beobachten, die Wirkung von Hypoxie auf Ratten-Astrozyten. Zunächst legten Sie die Zellen in einer hypoxischen Kammer enthält keinen Sauerstoff. Als Nächstes behandelten Sie die Zellen mit Kobalt-Chlorid, imitiert Hypoxie.
Schließlich, Sie analysierten Astrozyten aus spontan hypertensiven Ratten (SHR), eine Sorte, deren Föten leiden unter Hypoxie während der gestation. Diese Tiere angezeigt Verhalten entspricht, um die Symptome der Schizophrenie bei Menschen, die aufhören, manifestieren sich die Symptome bei bestimmten antipsychotischen Medikation.
In Zellen, die unter verschiedenen Formen der Hypoxie, der den mitochondrialen calcium-Bilanz war eine der veränderten Variablen, zeichneten die Forscher die Aufmerksamkeit. Positive und negative elektrische Ladungen müssen im Gleichgewicht für die Mitochondrien, Energie zu produzieren. Denn Kalzium ist positiv geladen ist, Veränderungen in der Kalzium-Spiegel führen zu einem Ungleichgewicht, dass kann letztendlich dazu führen, dass Zelltod.
Im Vergleich mit normalen Astrozyten, die unter den drei Arten von Hypoxie gefunden wurden, haben den unteren Ebenen von Kalzium in die Zelle, die die Wasser-basierte Lösung in die Organellen, Proteine und andere Zellstrukturen schweben in den Raum zwischen der Membran und der Zellkern.
“Das ist passiert gerade weil der calcium-Aufnahme durch diese Zellen Mitochondrien erhöht [deshalb verlässt eine viel zu geringe Menge von calcium in das zytosol], in einem Versuch in Schutz,” Rosenstock sagte. “Aber zu viel mitochondrialen Kalzium führt zu unausgeglichenen Ladungen in den Organellen, änderung Membran-potential, Elektronen-transport und somit die Energie-Produktion.”
Zusätzlich, das fehlen von Sauerstoff stört-redox-Homöostase, die es ermöglicht, Zellen zur Bekämpfung von oxidativen stress. Jedes Ungleichgewicht zwischen Oxidantien und Antioxidantien Moleküle kann auch zum Zelltod führen. Nach Angaben der Forscher, augmented oxidativer stress ist die Folge von Veränderungen in der Kalzium-Spiegel.
Die Forscher waren fasziniert zu finden, dass Hypoxie erhöht die Menge an Mitochondrien in den Astrozyten. In den tests, die Forscher festgestellt, die expression von Genen, Pgc1-α spielt eine wichtige Rolle in der mitochondrialen Biogenese (die Schaffung von neuen Mitochondrien). “In den Bedingungen von stress, die Zelle steigert die Anzahl der Mitochondrien, um mehr Energie. Die vorhandenen Mitochondrien möglicherweise nicht in der Lage zu produzieren genug angesichts der Erweiterung der Zell-Dysfunktion,” Rosenstock sagte.
