บทความอายุยืน

ฟื้นฟูเส้นประสาทที่เสียหายโดยการเพิ่มพลังงานของเซลล์

เซลล์ประสาทที่เสียหายจากการบาดเจ็บที่ไขสันหลังสามารถซ่อมแซมได้ด้วยพลังงานที่เพิ่มขึ้นผ่าน ATP
  • การเพิ่มพลังงาน (atp) ในเส้นประสาทไขสันหลังที่เสียหายอาจส่งเสริมการงอกใหม่และการเจริญเติบโตของแอกซอน (เส้นใยประสาท) 

  • แอกซอนที่เสียหายในการบาดเจ็บที่ไขสันหลังอาจทำให้การผลิต atp ลดลงโดยสร้างความเสียหายให้กับไมโตคอนเดรียในบริเวณใกล้เคียงและยึดพวกมันไว้กับที่

  • ในหนูที่ได้รับครีเอทีน (ซึ่งช่วยเพิ่มการสร้าง atp) การเจริญเติบโตของแอกซอนจะเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะในหนูที่ขาดโปรตีนที่เชื่อมไมโตคอนเดรียที่เสียหายไว้ในแอกซอน 

บทความนี้ถูกโพสต์ใน สถาบันแห่งชาติของความผิดปกติทางระบบประสาทและข่าวโรคหลอดเลือดสมอง:

เมื่อไขสันหลังได้รับบาดเจ็บ เส้นใยประสาทที่เสียหายที่เรียกว่าแอกซอน โดยปกติจะไม่สามารถงอกใหม่ได้ ส่งผลให้สูญเสียการทำงานอย่างถาวร มีการวิจัยจำนวนมากเพื่อค้นหาวิธีส่งเสริมการงอกใหม่ของแอกซอนหลังจากได้รับบาดเจ็บ ผลการศึกษาในหนูและตีพิมพ์ใน cell metabolism แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มพลังงานภายในเส้นประสาทไขสันหลังที่ได้รับบาดเจ็บเหล่านี้สามารถช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของแอกซอนและฟื้นฟูการทำงานของมอเตอร์บางอย่างได้ การศึกษานี้เป็นความร่วมมือระหว่างสถาบันสุขภาพแห่งชาติและคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยอินเดียนาในอินเดียแนโพลิส

“เราเป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นว่าอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลังส่งผลให้เกิดวิกฤตพลังงานซึ่งเชื่อมโยงภายในกับความสามารถที่จำกัดของแอกซอนที่เสียหายในการสร้างใหม่” ดร. Zu-Hang Sheng นักวิจัยหลักอาวุโสของสถาบันแห่งชาติของ NIH กล่าว ของความผิดปกติทางระบบประสาทและโรคหลอดเลือดสมอง (NINDS) และผู้เขียนร่วมอาวุโสของการศึกษาวิจัยนี้

เช่นเดียวกับน้ำมันเบนซินสำหรับเครื่องยนต์รถยนต์ เซลล์ของร่างกายใช้สารประกอบทางเคมีที่เรียกว่าอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (atp) เป็นเชื้อเพลิง atp ส่วนใหญ่สร้างโดยโรงไฟฟ้าเซลล์ที่เรียกว่าไมโตคอนเดรีย ในเส้นประสาทไขสันหลัง ไมโตคอนเดรียสามารถพบได้ตามแอกซอน เมื่อแอกซอนได้รับบาดเจ็บ ไมโตคอนเดรียที่อยู่ใกล้เคียงก็มักจะได้รับความเสียหายเช่นกัน ส่งผลให้การผลิต atp ในเส้นประสาทที่ได้รับบาดเจ็บลดลง

“การซ่อมแซมเส้นประสาทต้องใช้พลังงานจำนวนมาก” ดร.เซิงกล่าว “สมมติฐานของเราคือความเสียหายต่อไมโตคอนเดรียหลังจากได้รับบาดเจ็บจำกัด ATP ที่มีอยู่อย่างรุนแรง และวิกฤตพลังงานนี้คือสิ่งที่ป้องกันการงอกใหม่และซ่อมแซมแอกซอนที่ได้รับบาดเจ็บ”

ปัญหาที่เพิ่มเข้ามาก็คือความจริงที่ว่า ในเส้นประสาทของผู้ใหญ่ ไมโตคอนเดรียจะยึดอยู่กับที่ภายในแอกซอน กองกำลังนี้สร้างความเสียหายให้กับไมโตคอนเดรียให้คงอยู่กับที่ในขณะเดียวกันก็ทำให้ยากต่อการแทนที่ จึงเร่งให้เกิดวิกฤตพลังงานในท้องถิ่นในแอกซอนที่ได้รับบาดเจ็บ

ห้องปฏิบัติการ sheng ซึ่งเป็นหนึ่งในกลุ่มชั้นนำที่ศึกษาการขนส่งไมโตคอนเดรีย ก่อนหน้านี้ได้สร้างหนูทางพันธุกรรมที่ขาดโปรตีนที่เรียกว่า syntaphilin ซึ่งเชื่อมโยงไมโตคอนเดรียในแอกซอน ใน “หนูน็อคเอาท์” เหล่านี้ ไมโตคอนเดรียมีอิสระที่จะเคลื่อนที่ไปทั่วแอกซอน

“เราเสนอว่าการปรับปรุงการขนส่งจะช่วยกำจัดไมโตคอนเดรียที่เสียหายออกจากแอกซอนที่ได้รับบาดเจ็บ และเติมเต็มแอกซอนที่ไม่เสียหายเพื่อช่วยเหลือวิกฤติพลังงาน” ดร. เซิงกล่าว

เพื่อทดสอบว่าสิ่งนี้มีผลกระทบต่อการฟื้นฟูเส้นประสาทไขสันหลังหรือไม่ ห้องปฏิบัติการ sheng ร่วมมือกับ xiao-ming xu, md, ph.d. และเพื่อนร่วมงานจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยอินเดียน่า ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญในการสร้างแบบจำลองการบาดเจ็บที่ไขสันหลังหลายประเภท

“อาการบาดเจ็บที่ไขสันหลังถือเป็นความเสียหายร้ายแรง ส่งผลกระทบต่อผู้ป่วย ครอบครัวของพวกเขา และสังคมของเรา” ดร.ซู กล่าว “แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าอย่างมากในชุมชนวิทยาศาสตร์ของเรา แต่ก็ยังไม่มีวิธีรักษาที่มีประสิทธิภาพ มีความจำเป็นเร่งด่วนอย่างยิ่งในการพัฒนากลยุทธ์ใหม่สำหรับผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บที่ไขสันหลัง”

เมื่อนักวิจัยดูแบบจำลองการบาดเจ็บสามแบบในไขสันหลังและสมอง พวกเขาสังเกตเห็นว่าหนูที่น่าพิศวง syntaphilin มีการสร้างแอกซอนใหม่ในบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสัตว์ควบคุม แอกซอนที่เติบโตใหม่ยังสร้างการเชื่อมต่อที่เหมาะสมนอกเหนือจากบริเวณที่เกิดการบาดเจ็บ

เมื่อนักวิจัยพิจารณาว่าการงอกใหม่นี้นำไปสู่การฟื้นตัวด้านการทำงานหรือไม่ พวกเขาพบว่ามีการปรับปรุงงานด้านการเคลื่อนไหวที่ดีในแขนขาและนิ้วมือของเมาส์ที่ดีขึ้น สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มการขนส่งไมโตคอนเดรียและพลังงานที่มีอยู่ไปยังบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บอาจเป็นกุญแจสำคัญในการซ่อมแซมเส้นใยประสาทที่เสียหาย

เพื่อทดสอบแบบจำลองวิกฤตพลังงานเพิ่มเติม หนูจะได้รับครีเอทีน ซึ่งเป็นสารประกอบพลังงานชีวภาพที่ช่วยเพิ่มการสร้าง atp ทั้งหนูควบคุมและหนูน็อกเอาต์ที่ได้รับครีเอทีนแสดงให้เห็นว่ามีการงอกใหม่ของแอกซอนเพิ่มขึ้นหลังจากได้รับบาดเจ็บ เมื่อเปรียบเทียบกับหนูที่ได้รับน้ำเกลือแทน การงอกใหม่ของเส้นประสาทที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นนั้นพบได้ในหนูที่น่าพิศวงที่ได้รับครีเอทีน

“เราได้รับกำลังใจอย่างมากจากผลลัพธ์เหล่านี้” ดร. เซิง กล่าว “การฟื้นฟูที่เราเห็นในหนูน็อกเอาต์ของเรามีความสำคัญมากและการค้นพบนี้สนับสนุนสมมติฐานของเราที่ว่าการขาดพลังงานกำลังขัดขวางความสามารถของระบบประสาทส่วนกลางและระบบประสาทส่วนปลายในการซ่อมแซมหลังจากได้รับบาดเจ็บ”

ดร. sheng ยังชี้ให้เห็นว่า การค้นพบนี้แม้จะมีแนวโน้มดี แต่ก็มีข้อจำกัดโดยความจำเป็นในการดัดแปลงพันธุกรรมของหนู หนูที่ขาดซินทาฟิลลินจะแสดงผลในระยะยาวต่อการงอกใหม่ ในขณะที่ครีเอทีนเพียงอย่างเดียวทำให้เกิดการงอกใหม่ได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น จำเป็นต้องมีการวิจัยในอนาคตเพื่อพัฒนาสารประกอบรักษาโรคที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการเข้าสู่ระบบประสาท และเพิ่มการผลิตพลังงานสำหรับการรักษาบาดแผลที่สมองและไขสันหลัง

การศึกษาถูกตีพิมพ์ใน การเผาผลาญของเซลล์ ในเดือนมีนาคม 2563



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า