Mi köze az inzulinnak a tanuláshoz?
„Az emberek az inzulinra csak a cukorbetegséggel kapcsolatban szoktak gondolni, pedig több metabolikus tünetegyüttes bizonyos típusú kognitív (tanulási) problémával és magatartási rendellenességgel is összefügg, például a demenciával, vagy a depresszióval” – magyarázza Yun Zhang, a kutatás vezetője, társprofesszor a Harvard Egyetemen, szervezeti és evolúció biológus.
„Az inzulinnak és az inzulinszerű fehérjéknek fontos szerepük van az idegműködésben, csak nagyon nehéz megfogni a mechanizmust, mert ezek a fehérjék nem a szinapszisokon (a sejt közötti kapcsolódási helyek, amelyeken keresztül az ingerület egyik sejtről a másikra terjed) keresztül működnek, ahogy az agyban a különböző idegsejtek közötti kapcsolatok szerveződni szoktak” – mondja Zhang.
A kutatáshoz egy olyan élő szervezetet használtak fel, a Caenorhabditis eleganst (fonalféreg), amelynek a génkészlete és idegrendszere ismert, és amely genetikailag könnyen módosítható. A kutatók genetikai eszközökkel megfosztották a C. eleganst attól a képességétől, hogy inzulinszerű vegyületeket hozzon létre, majd tesztelték, meg tudja-e tanulni, hogy nem szabad egy bizonyos típusú baktériumot megennie, mert az megfertőzi.
Némely férgek ezt meg tudták tanulni, mások nem – ebből az következett, hogy egy specifikus inzulinszerű vegyület leállította a féreg tanulási képességét. A kutatókat meglepte a felfedezés, hogy vannak fehérjék, amelyek gátolják a tanulást.
„Nem is gondoltunk arra, hogy találunk pozitív és negatív tanulásszabályzókat. Miért van szüksége egy állatnak a tanulás kétirányú szabályozására? Az egyik lehetőség az, hogy a tanulás a körülményektől függ. Például a férgek meg akarják tanulni, hogy nem szabad megenniük ezt a fertőző baktériumot. De ha mégis szükséges? A túlélés érdekében? Akkor valamilyen módon gátolniuk kell ezt a tanulást.”
De még ennél is meglepőbb volt Zhang és munkatársai számára, hogy a különböző inzulinszerű molekulák egymást is képesek szabályozni. „Az állatoknak és az embernek is többféle inzulinszerű molekulájuk van. Ezek a molekulák hálóba szerveződnek. Mindegyik kissé eltérő szerepet tölt be az idegrendszerben, de együttműködnek a tanulásban és az emlékezésben. Az együttműködés útjának változtatásával az agy elvégzi a tanulás finomhangolását.”
„Az inzulin és az inzulinszerű fehérjék jelútjai megőrződtek az emlősökben, az embert is beleértve. Van néhány előzetesen megszerzett bizonyítékunk arra nézve, hogy az inzulinkezelés egyes esetekben javíthatja a kognitív funkciót. Ez az egyik ok, amiért hiszem, hogy ha megértjük ezt a mechanizmust, akkor jobban megértjük azt is, hogyan működnek az inzulin jelutak az emberi agyban.”
