О пользе кальция

Кальций необходим не только необходим для крепких костей - это важный элемент для работы мышц и нервных клеток. Последние исследования из Национального центра по биологическим наукам (НЦБ Бангалор) показывают, что поддержание баланса кальция в клетках также необходимо для другой цели - это может быть регулирование уровня важной сигнальной молекулы под названием допамин (dopamine)в головном мозге.

Текущая работа в лаборатории профессора Gaiti Хасана в НЦБ выявила новую роль кальция. Профессора Хасана группа, Процесс, называли SOCE (Store Operated Calcium Entry), который "работает" на поддержания уровня кальция в клетках мозга и уровня допамина, жизненно важного нейротрансмиттера мозга.

SOCE это процесс, при котором ионы кальция медленно проникают в клетки, чтобы пополнить запасы кальция, которые были истощены в ходе функционирования. Поскольку клеточная мембрана или внешняя оболочка клетки непроницаема для ионов кальция, кальций входит в клетку через выделенные каналы кальция. Одним из таких каналов для переноса выделяется белок, называемый Orai, который является необходимым условием для нормальной работы SOCE .

Работа профессора Хасана использовала дрозофилы с мутантным геном ORAI, которые препятствовали нормальному функционированию процесса SOCE. Исследование выявило, что SOCE ингибируется только в определенных нейронах до созревания мух , и взрослые особи не могли летать. При дефиците кальция SOCE, процесс "проводки" в нейронах не работает, и "схему полета" в мозге мух не развивать - Но, почему это так важно?

Важность этого результата является то, что он показал потенциальную связь между SOCE и нейротрансмиттером допамином . Допамин является незаменимой сигнальной молекулой в мозге, и его дефицит вызывает различные заболевания, самым известным из которых является синдром Паркинсона.

В не летающих мухах нервные клетки, не использовали дофамин, чтобы передавать сигналы. Дальнейшие исследования в этом направлении показали, что SOCE и его роль в поддержании уровня кальция на нормальных уровнях в нервных клетках, страдают процессы, связанные с синтезом допамина и его транспорта на генетическом уровне.

"Мы ожидали, что ингибирование пополнения кальция с помощью SOCE в нервных клетках будет ухудшать их функционирование и, возможно, в конечном счете, убьёт их. Но это было довольно удивительно, когда мы обнаружили, что вместо этого процесс SOCE влиял на уровень ферментов, необходимых для синтеза дофамина. Дальше мы узнали, что это явление происходило на уровне экспрессии генов ", говорит Trayambak Pathak, который является первым автором этой публикации, которая появилась в журнале Neuroscience.

Изображение показывает скопление допамина в нейронах у плодовой мушки .

Эти допаминергические кластеры нейронов ( указаны зеленым цветом)

Последствия этой работы интригуют. Если SOCE работает аналогично в клетках млекопитающих, это имеет большую роль в заболеваниях, где допамин играет важную роль, например, при болезни Паркинсона, синдромы дефицита внимания (ADS) и шизофрении. "Нам многое нужно понять , что происходит в этих процессах. Наша работа открыла множество вопросов о важности SOCE в нервных клетках. Это может даже найти пути для изучения и лечения заболеваний, ", говорит профессор Хасан.