Schizofrenia i kwas glutaminowy – ciekawa hipoteza

Październik 7, 2019
Schizofrenia jest niezwykle złożonym zaburzeniem psychicznym, z którym boryka się około 1% światowej populacji. Choroba ta stanowi także jedną z najważniejszych przyczyn przewlekłej niepełnosprawności. Przekaźnictwo neuronowe oparte o kwas glutaminowy wydaje się obecnie być ściśle związane z jej występowaniem.

Schizofrenia jest niezwykle złożonym zaburzeniem psychicznym, z którym boryka się około 1% światowej populacji. Choroba ta stanowi także jedną z najważniejszych przyczyn przewlekłej niepełnosprawności. Przekaźnictwo neuronowe oparte o kwas glutaminowy wydaje się obecnie być ściśle związane z jej występowaniem.

W tym sensie hipoteza kwasu glutaminowego, jako głównej przyczyny choroby jest nowym podejściem, które ma na celu wyjaśnienie przyczyny i opracowanie różnego rodzaju możliwych sposobów leczenia tego zaburzenia psychicznego, jakim jest schizofrenia.

Ta hipoteza podkreśla znaczenie niewystarczającego poziomu aktywności neuroprzekaźnika, jakim jest kwas glutaminowy. W mózgu osoby chorej zachodzi proces, który naukowcy określają jako niedoczynność glutaminową lub niedobór kwasu glutaminowego.

Aby lepiej zrozumieć mechanizm działania tego neuroprzekaźnika i jego wpływ na potencjalne wywoływanie schizofrenii, musimy najpierw wiedzieć, czym on jest i jak działa. A przede wszystkim musimy sobie omówić to, czym tak naprawdę jest i na czym polega schizofrenia.

Schizofrenia jako choroba – czym w ogóle jest kwas glutaminowy?

Kwas glutaminowy jest jednym z głównych neuroprzekaźników w naszym układzie nerwowym. Odpowiada on za blisko 80% energii zużywanej przez nasz mózg. Ponadto bierze udział w sterowaniu niektórymi procesami metabolicznymi, a także w produkcji przeciwutleniaczy, steruje funkcjonowaniem naszego układu motorycznego i sensorycznego (czyli także mięśniowo-szkieletowego). Ale to nie wszystko, bo ma także znaczący udział w tworzeniu naszych emocji i zachowań.

Ten neuroprzekaźnik pośredniczy w licznych reakcjach stymulujących procesy fizjologiczne naszego organizmu. Interweniuje także w licznych procesach związanych z kwestią neuroplastyczności. Odnosi się ona do zdolności mózgu do adaptacji do nowych warunków w wyniku nabytych do tej pory doświadczeń.

Kwas glutaminowy wpływa również na procesy uczenia się i wiąże ściśle z funkcjonowaniem innych, także bardziej zaawansowanych neuroprzekaźników, takich jak kwas gamma-aminomasłowy (zwanym także jako GABA, co jest skrótem od pierwszych liter jego nazwy w jezyku angielskim: „gamma-Aminobutyric acid”) i dopamina.

Gdy pęcherzyki synaptyczne uwalniają kwas glutamiowy, aktywuje on automatycznie różnego rodzaju ścieżki przekazywania impulsów w naszym układzie nerwowym. Ponadto ten neuroprzekaźnik jest związany ze swoim bezpośrednim towarzyszem pełniącym rolę odwrotną, jakim jest GABA. Ogólnie rzecz biorąc GABA dezaktywuje ścieżki aktywowane przez glutaminian. Dlatego też GABA działa jako antagonista kwasu glutaminowego.

Ponadto kwas glutaminowy ma też bezpośredni wpływ na informacje poznawcze, a także dotyczące pamięci, kwestii dotyczących zdolności motorycznych, sensorycznych i emocjonalnych. Te cechy stanowią tak naprawdę główny powód tego, że naukowcy zaczęli intensywnie badać jego związek z chorobami psychicznymi, takimi jak schizofrenia. Po prostu musiało tak się stać, gdy zaczęli brać pod uwagę funkcję i właściwości kwasu glutaminowego zarówno na poziomie poznawczym i behawioralnym.

Czym tak naprawdę jest schizofrenia?

Na podstawie definicji zawartej w DSM-5 wiemy, że schizofrenia jest poważnym zaburzeniem psychicznym. DSM-5 to piąta edycja klasyfikacji zaburzeń psychicznych (oryg. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders) wydana przez Amerykańskie Towarzystwo Psychiatryczne. Ogólnie rzecz biorąc schizofrenia jest ciężką chorobą, która bardzo niekorzystnie wpływa na wynikową jakość życia osoby chorej. Zgodnie z klasyfikacją DSM-5 zwykle charakteryzuje się ona następującymi objawami:

  • Halucynacje: osoba chora postrzega wizualne lub słuchowe manifestacje, które nie istnieją w rzeczywistości.
  • Urojenia: osoba chora czuje się przekonana o czymś, co nie jest prawdą. Innymi słowy, żywi ona z gruntu rzeczy fałszywe przekonanie, co do słuszności którego jest w dodatku święcie przekonana.
  • Zdezorganizowany język: chory miewa problemy z prawidłowym używaniem języka mówionego. W efekcie specjaliści obserwują u osoby chorującej na schizofrenię częste odbieganie od tematu, zaburzenia w wysławianiu się lub mówienie w sposób pozbawiony większej konsekwencji.
  • Objawy negatywne: chory cechuje się wysokim poziomem apatii (czyli brakiem energii do poruszania się i innych rodzajów aktywności fizycznej) lub zredukowaną intensywnością ekspresji emocjonalnej.
  • Ogólnie rzecz biorąc zachowanie zdezorganizowane lub o cechach katatonicznych.

Aby móc zdiagnozować schizofrenię u badanej osoby, psychiatra musi u niej zaobserwować, dwa lub więcej z opisanych powyżej objawów. Co więcej, muszą one występować na przestrzeni jednego miesiąca. Ponadto ciągłe oznaki takich zmian muszą być obserwowalne przez co najmniej 6 miesięcy. Objawy te muszą także wpłynąć na życie danej osoby. Po spełnieniu tych warunków specjalista ma pełne prawo do postawienia diagnozy, która brzmi: schizofrenia.

Z drugiej jednak strony psychiatrzy nie są skłonni do diagnozowania tej choroby. Szczególnie, gdy jej objawy są spowodowane działaniem jakiejś substancji o charakterze pobudzającym lub halucynogennym. Ponadto, jeśli pacjent prezentuje objawy choroby o charakterze autystycznej w trakcie wywiadu, schizofrenia może być rozpoznana tylko wtedy, gdy obserwowane halucynacje i urojenia mają charakter ciężki oraz przewlekły.

Pochodzenie hipotezy o powiązaniach pomiędzy kwasem glutaminowym, a schizofrenią

Hipoteza dotycząca powiązania schizofrenii z niedoborem kwasu glutaminowego powstała jako próba odpowiedzi na rosnącą potrzebę opracowania teorii wyjaśniającej mechanizm rozwoju choroby takiej jak schizofrenia. Istniejące w tamtych czasach teorie nie pozwalały specjalistom w pełni zrozumieć mechanizmów wywołujących to zaburzenie. Nie mówiąc już nawet o zrozumieniu następnie procesów sterujących przebiegiem tego rodzaju schorzenia psychicznego.

Na początku uważali oni na przykład, że schizofrenia jest chorobą związaną bezpośrednio z zakłóceniami równowagi dopaminy w organizmie osoby chorej. Jednak teoria ta okazała się być ślepą uliczką. Wkrótce później naukowcy zdali sobie sprawę, że to nie dopamina, ale raczej kwas glutaminowy odgrywa kluczową rolę w rozwoju tej choroby. Co więcej, może być także ściśle związany z jej przebiegiem.

Osoba chora

Tak powstała właśnie hipoteza dotycząca kwasu glutaminowego jako głównego czynnika wywołującego schizofrenię. Naukowcy zaproponowali teorię mówiącą o tym, że schizofrenia może być efektem niedoczynności (czyli braku) kwasu glutaminowego w projekcjach korowych mózgu. Innymi słowy, deficyt tego neuroprzekaźnika w obszarze korowym mózgu powoduje zaburzenia psychiczne, do których należeć może także schizofrenia.

Niedługo później hipoteza ta została poszerzona i dopracowana. Badacze stwierdzili, że rola kwasu glutaminowego dotycząca rozwoju schizofrenii nie wyklucza także teorii obejmującej rolę dopaminy w przypadku tej samej choroby. Obecnie obowiązująca teoria uznaje, że niedoczynność kwasu glutaminowego powoduje wzrost dopaminy w organizmie, czego efektem może być schizofrenia. Innymi słowy, ta hipoteza uzupełnia wcześniejszą teorię na temat dopaminy.

Receptory kwasu glutaminowego wytwarzają aktywność w interneuronach GABAergicznych, które z kolei hamują receptory glutaminowe. W efekcie tego zapobiegają wystąpieniu niepożądanego zjawiska hiperaktywacji. Dlatego właśnie nie występuje efekt nadmiaru kwasu glutaminowego w naszym organizmie. Proces powoduje także przyśpieszenie tempa obumierania neuronów. W przypadku schizofrenii ten dość skomplikowany system zostaje jednak poważnie zaburzony.

Receptory związane z tą chorobą, zgodnie z hipotezą dotyczącą kwasu glutaminowego

Jak wspomnieliśmy już nieco powyżej, hipoteza dotycząca kwasu glutaminowego wiąże się bezpośrednio ze zjawiskiem dysfunkcji receptorów glutaminowych. Schizofrenia cechuje się tym, że receptory te generują niższą aktywność w korze mózgowej. A to z kolei prowadzi do wystąpienia pewnych charakterystycznych dla tej choroby objawów. Innymi słowy, gdy receptory glutaminowe nie działają prawidłowo, to zaburzenie o charakterze chorobowym zauważalnie nasila się.

Naukowcy odkryli także znaczenie tych receptorów. Do tego celu posłużyli się metodą dożylnego podawania odpowiednio dobranych substancji, które blokowały ich funkcjonalność. W efekcie tego postępowania zaczęły nasilać się objawy zaburzeń poznawczych i behawioralnych łudząco podobne do tych, które powszechnie specjaliści przypisują schizofrenii.

Schizofrenia to ciężka choroba

Ponadto naukowcy zbadali również następujące receptory kwasu glutaminowego, które ich zdaniem mogą być także związane ze schizofrenią:

  • Receptory jonotropowe. Są to wyspecjalizowane receptory, które oddziałują z jonami takimi jak wapń i magnez. Obejmują one między innymi receptory NMDA, AMPA i kwas kainowy. Ponadto przesyłają sygnały w sposób szybki.
  • Receptory metabotropowe. Są to receptory, które wiążą się z białkami typ G i cechują się charakterystyczną dla siebie powolną transmisją impulsów nerwowych.

Ale uzyskane do tej pory wyniki nie są jednoznaczne

I chociaż naukowcy w trakcie szczegółowych badań uzyskali pewne dokładne, zgodne z przewidywaniami teorii wyniki, to jednak ku swojemu zaskoczeniu otrzymali także inne, całkowicie sprzeczne rezultaty. Jednym z najczęściej badanych był receptor jonotropowy NMDA. Ale naukowcy zbadali również funkcjonowanie receptorów AMPA i kwasu kainowego. Uzyskane w ten sposób wyniki okazały się na tyle rozbieżne, że obecnie nie mogą być jeszcze uznane za jednoznacznie rozstrzygające.

Ponadto, gdy receptory NMDA działają w sposób mało wydajny, powodują tym samym obumieranie neuronów. To z kolei powoduje różnego rodzaju dysfunkcje o charakterze behawioralnym, typowe dla schizofrenii. Jeśli chodzi natomiast o receptory AMPA i kwas kainowy, potrzebne są spójne wyniki badań od różnych niezależnych naukowców. Dzięki temu zgromadzone w ten sposób dane mogły zostać uznane za istotne i miarodajne.

Natomiast receptory metabotropowe są ściśle związane z ochroną neuronów. W przypadku ich wykorzystania poziom kwasu glutaminowego w tych receptorach zostaje znacząco zredukowany. Dlatego właśnie powodują one problemy behawioralne typowe dla niektórych chorób psychicznych, takich jak schizofrenia.

Możliwości terapeutyczne wynikające z hipotezy dotyczącej kwasu glutaminowego

Dzięki uzyskanym w trakcie badań wynikom dotyczącym hipotezy obejmującej kwas glutaminowy, naukowcy stworzyli pewne określone substancje o działaniu farmakologicznym. Zamierzają oni w ten sposób naśladować funkcjonowanie receptorów kwasu glutaminowego. Co więcej, okazuje się, że jak na razie zapewniają one dość dobre wyniki w trakcie pierwszych testów.

Nie oznacza to jednak, że cały proces leczenia jest prosty. Ani też, że schizofrenia stanie się nagle chorobą, której wyleczenie będzie szybkim i łatwym procesem. Cały problem polega bowiem na tym, że kontrolowanie aktywacji odpowiednich receptorów kwasu glutaminowego naprawdę nie jest łatwym zadaniem. Ponadto występujące w trakcie tego procesu zjawisko hiperaktywacji może być niezwykle szkodliwe dla osoby chorej.

Co więcej, ponieważ uzyskane wyniki badań podkreślały objawy w skali globalnej, większość eksperymentów jak do tej pory przeprowadzono na zwierzętach. Dlatego też całkiem możliwe staje się to, że obecnie możemy nie znać jeszcze dokładnego związku między objawami chorobowymi, a lokalizacją odpowiednich receptorów mózgu u ludzi.

Hipoteza dotycząca kwasu glutaminowego jest olbrzymim postępem w dziedzinie leczenia wielu chorób psychicznych. Schizofrenia jest tylko jedną z nich, jednak zapewne najbardziej znaną. Ale nie powinniśmy w tym momencie zapominać, że czynniki środowiskowe również odgrywają znaczącą rolę w kwestii wywoływania schizofrenii.

Przyszłe badania mogą łączyć różne aspekty, aby pozwolić nam lepiej zrozumieć to zaburzenie. Być może takie w pełni zintegrowane podejście pomoże naukowcom pomóc dokładniej zrozumieć wszystkie związane z tym problemem natury psychicznej czynniki.