Nervsystemet är ett extremt anpassningsbart organ. Redan under en enda livstid är förmågan att reagera på förändringar i omgivningen avgörande för en organisms överlevnad och funktion. Anpassningar sker ständigt på molekylär nivå; förändringar i genuttryckets mönster som svar på miljöförhållanden hör till cellbiologins mest grundläggande principer.
Denervation innebär att en muskel förlorar sin motoriska innervering – alltså den nervkontroll som styr muskelaktiviteten. Skelettmuskeln styrs därmed inte längre av centrala nervsystemet. De förändringar som uppstår i nerv- och muskelceller vid denervationssupersensitivitet sker på molekylär nivå och rör främst modifieringar i signalsubstansernas aktivitet samt i tätheten av deras receptorer.
Hjärnan är en samling neuroner som samarbetar på ett oerhört precist och detaljerat sätt. Eftersom dessa celler inte delar något gemensamt cytoplasma krävs en extracellulär kommunikationsmetod för att kunna sprida elektriska signaler över rummet. Evolutionen har löst detta med hjälp av neurotransmittorer – en grupp kemiska ämnen som produceras och frisätts av nervceller för att kommunicera med närliggande nervceller.
Transmittorn diffunderar över utrymmet mellan nervändarna, de så kallade synaptiska klyven, och kommer slutligen i kontakt med proteinreceptorer på membranytan hos den postsynaptiska cellen. Receptorerna genomgår en konformationsförändring och utlöser en serie biokemiska signaler i den mottagande cellen. Dessa händelser äger rum inom loppet av millisekunder och utgör grunden för våra tankar, beteenden och vår upplevelse av tillvaron.
Acetylkolin, ofta förkortat ACh, är en avgörande neurotransmittor som spelar en central roll i patologin bakom denervationssupersensitivitet. Ämnet produceras och frisätts både i det perifera och det centrala nervsystemet. Det är mest känt för sin verkan i den neuromuskulära synapsen, där det fungerar som en exciterande transmittor som kan initiera muskelkontraktion.
Denervationssupersensitivitet tillskrivs i stor utsträckning patologiska anpassningar i kemin hos denna neuromuskulära transmittor efter att skelettmuskeln har blivit denerverad.
Enligt en studie från University of California, San Francisco från 1992 orsakas överkänsligheten vid denervation delvis av en minskad aktivitet av enzymet acetylkolinesteras i nervsynapsen. Detta enzym bryter normalt ner acetylkolin när det frisätts i det synaptiska gapet mellan nervcellerna. Dess aktivitet säkerställer att tiden för transmittoraktivitet hålls kort och strikt kontrollerad.
När enzymernas aktivitet minskar förlängs den period under vilken ACh finns kvar i synapsen, vilket bidrar till utvecklingen av supersensitivitetssyndromet.
Denerverade muskelfibrer förändrar förutsägbart sina cellulära egenskaper, bland annat genom att uppregulera sin känslighet för acetylkolin. Mer specifikt induceras muskelcellerna att syntetisera nya acetylkolinreceptorer och infoga dem i cellens plasmamembran.
Enligt en studie publicerad 1984 i Journal of Cell Biology ökade nivåerna av RNA som kodar för ACh-receptorer hela hundra gånger i denerverade muskler hos möss. De förhöjda RNA-nivåerna leder till en ökad produktion av receptorproteiner, vilket i sin tur kraftigt förstärker muskelns känslighet för acetylkolinfrisättning.
Denervationssupersensitivitet är alltså resultatet av flera samverkande molekylära mekanismer: en förlängd verkan av acetylkolin i synapsen till följd av minskad enzymaktivitet, samt en dramatiskt ökad mängd receptorer på muskelcellens yta. Tillsammans gör dessa förändringar att den denerverade muskeln blir överkänslig för transmittorsubstansen – ett slående exempel på nervsystemets och musklernas förmåga till adaptation även under ogynnsamma förhållanden.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online