Výzkum publikovaný v Aging Cell identifikoval nový receptor v mozku, který může být zodpovědný za kognitivní problémy, ke kterým dochází po chirurgických zákrocích, zejména u starších pacientů. Tento objev přináší naději na lepší porozumění a možnosti ochrany mozkových funkcí po operacích.
Chirurgie a kognitivní problémy
Kognitivní poruchy, jako je pooperační kognitivní dysfunkce nebo delirium, se často objevují po chirurgických zákrocích, zejména pokud je operace intenzivní nebo pacient starší. Tyto potíže se označují jako pooperační neurokognitivní poruchy (pNCDs). Ačkoli je jejich příčina stále nejasná, některé výzkumy naznačují, že mohou souviset se zánětem.
V tomto výzkumu se odborníci zaměřili na receptor NgR1 (Nogo-66 receptor 1), který v mozku přirozeně omezuje neuroplasticitu, tedy schopnost neuronů měnit tvar a vytvářet nové vzpomínky. NgR1 je zmiňován i ve výzkumu Alzheimerovy choroby a je spojen s obtížností zapomenout na traumatické vzpomínky z dětství. Tým se proto zaměřil na jeho možný vliv na neuroplasticitu po operaci.
Zvýšená úzkost po operaci
V první fázi studie byla starším myším provedena laparotomie (otevření břišní dutiny). Těmto myším se zvýšila hladina NgR1 v hipokampu – oblasti mozku klíčové pro paměť – a to po dobu jednoho týdne. Tento efekt nebyl pozorován v jiných částech mozku. Výzkum také zjistil, že myši po operaci projevovaly známky úzkosti, například častěji hrabaly a méně času trávily v otevřených prostorech.
Zajímavé bylo, že při podání peptidu NEP1-40, který blokuje funkci NgR1, se úzkostné chování myší výrazně snížilo a bylo srovnatelné s chováním kontrolní skupiny, která nepodstoupila žádnou operaci.
Možná ochrana mozku
Podání NEP1-40 mělo nejen vliv na chování myší, ale také chránilo synapse, tedy spojení mezi neurony. U myší, které podstoupily operaci, se snížil marker synaptické aktivity, PSD95. Tento marker však zůstal na normální úrovni u myší, které dostaly NEP1-40. Navíc tento peptid zmírnil ztrátu zdravých dendritických výběžků, což jsou klíčové struktury pro přenos signálů mezi neurony.
NEP1-40 pomohl obnovit rovnováhu mezi F-aktinem a G-aktinem, která je důležitá pro růst a vývoj neuronů. Další změny zahrnovaly obnovení aktivity AMPA receptorů, které hrají roli v synaptické plasticitě a jsou ovlivněny chirurgickým zásahem.
Příslib lepší neuroplasticity
Schopnost obnovit neuroplasticitu by mohla být klíčová nejen pro osoby po operaci, ale obecně pro starší lidi, u nichž bývá schopnost učení a paměť často snížena. Pokud by bylo možné receptor NgR1 účinně blokovat, mohlo by to přinést nové možnosti léčby v oblasti neurokognitivních poruch spojených s věkem.
Na cestě k realizaci těchto zjištění však stojí ještě mnoho výzkumu, včetně hledání vhodných léčiv. Tento výzkum ale naznačuje potenciál cílené intervence, která by mohla pomoci starším pacientům udržet jejich kognitivní schopnosti i po náročných chirurgických zákrocích.
Zdroje
- Alam, A., Hana, Z., Jin, Z., Suen, K. C., & Ma, D. (2018). Surgery, neuroinflammation and cognitive impairment. EBioMedicine, 37, 547-556. Odkaz
- Jin, Z., Hu, J., & Ma, D. (2020). Postoperative delirium: perioperative assessment, risk reduction, and management. British Journal of Anaesthesia, 125(4), 492-504. Odkaz
- Akbik, F. V., Bhagat, S. M., Patel, P. R., Cafferty, W. B., & Strittmatter, S. M. (2013). Anatomical plasticity of adult brain is titrated by Nogo Receptor 1. Neuron, 77(5), 859-866. Odkaz
- Bhagat, S. M., Butler, S. S., Taylor, J. R., McEwen, B. S., & Strittmatter, S. M. (2016). Erasure of fear memories is prevented by Nogo Receptor 1 in adulthood. Molecular Psychiatry, 21(9), 1281-1289. Odkaz
- Wang, J., Qin, X., Sun, H., He, M., Lv, Q., Gao, C., … & Liao, H. (2021). Nogo receptor impairs the clearance of fibril amyloid‐β by microglia and accelerates Alzheimer’s‐like disease progression. Aging Cell, 20(12), e13515. Odkaz
- Zhao, Y., Sivaji, S., Chiang, M. C., Ali, H., Zukowski, M., Ali, S., … & Wills, Z. P. (2017). Amyloid beta peptides block new synapse assembly by nogo receptor-mediated inhibition of T-type calcium channels. Neuron, 96(2), 355-372. Odkaz
- Toyoizumi, T., Kaneko, M., Stryker, M. P., & Miller, K. D. (2014). Modeling the dynamic interaction of Hebbian and homeostatic plasticity. Neuron, 84(2), 497-510. Odkaz
- Diering, G. H., & Huganir, R. L. (2018). The AMPA receptor code of synaptic plasticity. Neuron, 100(2), 314-329. Odkaz
- Gu, J., Lee, C. W., Fan, Y., Komlos, D., Tang, X., Sun, C., … & Zheng, J. Q. (2010). ADF/cofilin-mediated actin dynamics regulate AMPA receptor trafficking during synaptic plasticity. Nature Neuroscience, 13(10), 1208-1215. Odkaz
Podrobnosti k výzkumu o identifikaci receptoru NgR1 a jeho dopadu na kognitivní problémy po operaci naleznete zde.