Alzheimers: Forskere finder årsagen til agitation i aften
En ny undersøgelse har afsløret et biologisk urkredsløb, der kan forklare, hvorfor mennesker med Alzheimers sygdom eller andre former for demens kan blive mere ophidsede eller aggressive tidligt om aftenen.
Forskerne håber, at deres fund vil føre til nye behandlinger, der hjælper med at berolige den aggressivitet og ophidselse, som personer med Alzheimers og andre neurodegenerative sygdomme ofte oplever som en del af en tilstand kendt som "solnedgang".
I en undersøgelse af mus, som de rapporterer i tidsskriftet Natur Neurovidenskab, forklarer de for første gang, hvordan det biologiske ur forbinder sig med hjerneceller eller neuroner, der styrer aggression.
"Vi undersøgte hjernekredsløbet på det biologiske ur," bemærker seniorstudieforfatter Prof. Clifford B.Saper, formand for afdelingen for neurologi ved Beth Israel Deaconess Medical Center i Boston, MA, "og fandt en forbindelse til en population af neuroner, der vides at forårsage voldelige angreb, når de stimuleres hos hanmus."
Hvad er solnedgang?
Solnedgang er en tilstand, der typisk ses hos mennesker med Alzheimers sygdom, når adfærd bliver rastløs, ophidset og aggressiv ledsaget af forvirring.
Navnet stammer fra det faktum, at det normalt begynder eller bliver værre sent på eftermiddagen eller tidligt om aftenen - når solen går ned og dagslyset begynder at falme. Desværre er dette ofte det tidspunkt, hvor plejepersonale er trætte og har brug for at tage en pause.
Vi ved endnu ikke nøjagtigt, hvad der forårsager solnedgang. Foreslåede muligheder inkluderer depression, overdreven træthed, smerte eller endda kedsomhed, sult og tørst.
Forskerne bag den nye undersøgelse valgte at undersøge en anden mulighed: at hjerneændringer udført af neurodegenerative sygdomme som Alzheimers interfererer med det biologiske ur.
De var især interesserede i at finde ud af, om uret "direkte regulerer aggressiv opførsel."
Biologiske ure og døgnrytme
Biologiske ure er specifikke grupper af proteiner, der kommunikerer med celler i næsten ethvert organ og mest væv i kroppen.
De reagerer på ændringer i lys og mørke i miljøet og giver anledning til døgnrytme - det vil sige fysiske, adfærdsmæssige og mentale ændringer, der "følger en daglig cyklus."
De fleste levende ting, fra mikrober til planter og dyr, har døgnrytme. For eksempel at være vågen om dagen og sove om natten er en døgnrytme, der opstår fra biologiske ure, der reagerer på ændringer i lysniveauer i organismenes miljø.
Forskere har opdaget, at de gener, der fremstiller og kontrollerer de forskellige komponenter i biologiske ure, stort set er ens hos mennesker, mus, frugtfluer, svampe og mange andre organismer.
Mens biologiske ure findes næsten overalt i kroppen, synkroniseres de alle med et "master ur" i hjernen.
Hos mennesker, mus og andre hvirveldyr er hoveduret placeret i den suprachiasmatiske kerne, som er en klynge af neuroner inde i hypothalamus-regionen i hjernen. Klyngen indeholder omkring 20.000 celler og modtager signaler direkte fra øjnene.
Circadian aggression mønster
Til deres undersøgelse målte prof. Saper og hans kolleger hyppigheden og intensiteten af interaktioner mellem hanmus, da "hjemmehørende mus" forsvarede deres territorium mod "indtrængende mus", der blev introduceret i deres bure på forskellige tidspunkter af dagen.
De rapporterede for første gang i en offentliggjort undersøgelse, at angrebene på indtrængende mus viste et cirkadisk mønster af aggression - det vil sige, deres intensitet og hyppighed afhang af tidspunktet på dagen.
”Musene,” forklarer prof. Saper, “var mere tilbøjelige til at være aggressive tidligt om aftenen omkring lyset slukket og mindst aggressive tidligt om morgenen, omkring lyset tændt.”
"Det ser ud som aggressivitet," fortsætter han, "bygger sig op i mus i løbet af lyset, og når et højdepunkt omkring slutningen af lysperioden."
I et andet sæt eksperimenter manipulerede forskerne musens biologiske masterur ved at tilpasse gener i de neuroner, der regulerer det.
De fandt ud af, at når de stoppede neuronerne fra uret fra at være i stand til at fremstille en bestemt kemisk messenger eller neurotransmitter, mistede musene deres cirkadiske aggressionsmønster. Aggressivitet forblev høj hele tiden og viste ingen højder og nedture.
Forskerne brugte derefter et værktøj kaldet optogenetik til at kortlægge de involverede hjernekredsløb. Værktøjet bruger laserlys til at stimulere og deaktivere målrettede hjerneceller.
Biologisk ur bundet til aggression neuroner
Forskerne opdagede to parallelle kredsløb, der forbinder det biologiske ur til en hjerne-subregion kaldet den "ventrolaterale del af den ventromediale hypothalamus", som er kendt for at regulere aggression. Stimulerende neuroner her får mus til at blive voldelige og aggressive.
De konkluderer, at deres resultater afslører et "funktionelt" kredsløb, gennem hvilket "det suprachiasmatiske kerne [master] ur regulerer aggression."
De mønstre, de observerede hos musene, siger prof. Saper, "efterligner mønstrene for øget aggression, der ses hos patienter under solnedgang."
Dette antyder, at kredsløbet på en eller anden måde er beskadiget i neurodegenerative sygdomme som Alzheimers, bemærker han.
Yderligere forskning i, hvordan dette biologiske urkredsløb ændres hos mennesker med Alzheimers sygdom, kan være meget nyttigt til at hjælpe med at forbedre livskvaliteten for patienter og plejere.
"Solnedgang er ofte grunden til, at patienter skal institutionaliseres, og hvis klinikere kan kontrollere dette kredsløb for at minimere aggressivitet i slutningen af dagen, kan patienter muligvis bo hjemme længere."
Prof. Clifford B. Saper
