Grupările sulfat de pe moleculele de zaharuri complexe afectează plasticitatea cerebrală și memoria

Oamenii de știință s-au întrebat de mult de ce putem recunoaște oameni pe care nu i-am văzut de ani de zile, dar ne chinuim să ne amintim detalii zilnice simple. O nouă cercetare prezentată la reuniunea American Chemical Society (ACS) din toamna anului 2023 dezvăluie un posibil răspuns care se află în structura moleculară a creierului nostru. Mai exact, moleculele complexe de zahăr cunoscute sub numele de glicozaminoglicani (GAG) cu grupări sulfat joacă un rol esențial în „plasticitatea” creierului - capacitatea sa de a face noi conexiuni și de a se adapta.
GAG, compuse din diferite tipuri de zahăr, inclusiv grupe de sulfat, au un impact semnificativ asupra funcției creierului. Dr. Linda Hsieh-Wilson, cercetătorul principal de la Institutul de Tehnologie din California, explică că GAG-urile reglează proteinele cheie, iar schimbările în structurile lor sunt legate de dezvoltare și boli. Un GAG major din creier este sulfatul de condroitină, care formează structuri numite „rețele perineuronale” care stabilizează conexiunile dintre neuroni.

Studiul analizează motivele de sulfatare, modelele grupurilor de sulfat atașate la GAG și influența acestora asupra proceselor cerebrale precum neuroplasticitatea și memoria. Prin investigarea șoarecilor cu modele de sulfatare modificate, echipa a descoperit că aceste modele afectează conexiunile sinaptice dintre neuroni, memoria socială și chiar capacitatea de a recunoaște șoarecii familiari. Interesant este că aceste efecte sunt observate atât la șoarecii juvenili, cât și la adulți, sugerând potențialul de manipulare a acestor modele pentru a îmbunătăți conexiunile sinaptice în timpul adolescenței sau la vârsta adultă.

Experimente suplimentare au explorat impactul GAG-urilor asupra regenerării axonilor, crucial pentru recuperarea neuronilor după leziune. Cercetătorii au descoperit că anumite motive de sulfatare influențează receptorii proteici, inhibând regenerarea axonilor. Această perspectivă poate duce la tratamente viitoare pentru afecțiuni precum bolile neurodegenerative sau accidentele vasculare cerebrale.

În esență, studiul evidențiază rolul GAG-urilor decorate cu sulfat în modelarea plasticității creierului, memoriei și reparației neuronale. Înțelegerea acestor procese ar putea deschide calea pentru intervenții care îmbunătățesc învățarea, memoria și recuperarea după leziuni neurologice.

sursa: News Medical
foto: Molecule complexe de zahăr controlează formarea rețelelor perineuronale (prezentate aici cu verde) care înconjoară neuronii pentru a ajuta la stabilizarea conexiunilor din creier. Linda Hsieh-Wilson’s lab