لقد ربط علماء الأعصاب مشاكل تبادل الطاقة في خلايا دماغ الجرذان بتطور اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه فيها.

اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط (ADHD) هو اضطراب في النمو العصبي يتميز بفرط النشاط والاندفاع وعدم الانتباه. يسبب صعوبة في حل المشكلات، ويقلل من اليقظة، ويضعف الذاكرة، ويؤدي أيضًا إلى اضطرابات في أنماط الكلام والنوم، مما يقلل في كثير من الأحيان من جودة الحياة. وفقا للعلماء، لوحظ خلل الميتوكوندريا في الأمراض النفسية، بما في ذلك اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه. الميتوكوندريا هي عضيات خلوية تنتج الطاقة، وتشارك في إنتاج واستخدام أنواع الأكسجين التفاعلية، وكذلك في العمليات الحيوية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فهي قادرة على امتصاص الناقل العصبي الدوبامين وتعزيز امتصاصه. إن الاضطرابات في عمل نظام الدوبامين هي التي تؤدي إلى تطور أمراض خطيرة، بما في ذلك اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه. قام علماء الأعصاب في جامعة سانت بطرسبورغ بدراسة ثلاث سلالات مختلفة من الفئران مع نموذج لاضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط. إحداها عبارة عن خط يحتوي على جين ناقل للدوبامين معطل، والذي تمت دراسته في جامعة ولاية سانت بطرسبرغ لأكثر من خمس سنوات. أصبحت فرصة دراسة نموذجين آخرين يعتمدان على الفئران المختبرية ممكنة بفضل الوصول المفتوح إلى مستودعات البيانات البيولوجية الجزيئية. ونشرت نتائج الدراسة، المدعومة بمنحة من مؤسسة العلوم الروسية، في المجلة الدولية للعلوم الجزيئية. تختلف الخطوط الثلاثة المشاركة في الدراسة في كل من السلوك والنمط الظاهري. وتتميز إحداهما بالسمنة وضعف العضلات، وتتميز الأخرى بانخفاض حجم الدماغ، وتتميز الفئران من مجموعة جامعة سانت بطرسبرغ الحكومية بانخفاض الوزن وحجم الجسم. في الوقت نفسه، أظهر ممثلو المجموعات الثلاث صعوبات معينة في التوجه المكاني والذاكرة والانتباه، وهو ما يتوافق مع حالة مشابهة لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه لدى البشر. في السابق، اكتشف علماء الأعصاب من جامعة ولاية سانت بطرسبرغ كيف يعوض الدماغ نقص الدوبامين في الأمراض التنكسية العصبية الشديدة. لقد قاموا بفحص الروابط الوظيفية لناقل الدوبامين مع جينات المادة السوداء الأخرى في الدماغ وحددوا آليات تعويضية لم تكن معروفة سابقًا والتي يمكن أن تصبح أهدافًا لعلاجات جديدة. كجزء من العمل الجديد، درس الباحثون التغيرات في التعبير الجيني – أي نشاطهم، ونتيجة لذلك يتم تحويل المعلومات الوراثية إلى الحمض النووي الريبي الوظيفي، والذي يعمل كقالب لتخليق البروتين. تم إجراء التحليل على جينات الميتوكوندريا المعقدة I في قشرة الفص الجبهي للقوارض المصابة باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه. المركب I هو أول مركب بروتيني في السلسلة التنفسية ويلعب دورًا رئيسيًا في تخليق ATP. قام العلماء بتحليل سبع وحدات فرعية من هذا المجمع، والتي لم يتم تشفير جيناتها في الحمض النووي، ولكن في الحمض النووي للميتوكوندريا. أولاً، باستخدام تحليل المعلوماتية الحيوية للبيانات من قواعد البيانات المفتوحة، وجد أنه في النموذجين المدروسين لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه، يكون نشاط جينات الميتوكوندريا أكثر اتساقًا منه في الحيوانات التي لا تعاني من اضطرابات سلوكية. للتحقق مما إذا كان هذا هو الحال بالنسبة للفئران المرباة في جامعة ولاية سانت بطرسبرغ، أجرى العلماء دراسة بيولوجية جزيئية للقشرة الدماغية لهذه الحيوانات. وباستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الحقيقي، قاموا بتحديد كمية الحمض النووي الريبوزي (RNA) لنفس جينات الحمض النووي السبعة للميتوكوندريا. وكشفت النتيجة عن وجود علاقة متزايدة بين تعبيرهم. كما أتاح تحليل المعلوماتية الحيوية تقييم العلاقة بين نشاط جينات الميتوكوندريا والجينات المشفرة بواسطة الحمض النووي النووي. ولاحظ الباحثون أنه في القوارض ذات النشاط المتزايد، كان هناك ارتباط أكثر وضوحا بين عمل جينات الميتوكوندريا والجينات المشاركة في عمل الأنسجة العصبية. “على الرغم من أن مستويات التعبير عن جينات ND الفردية ظلت مستقرة في جميع نماذج اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه الثلاثة، فقد لاحظنا زيادة في التعبير المشترك. تشير هذه التغييرات في وظيفة الجين الأول للميتوكوندريا إلى أن وظيفة الميتوكوندريا غير منتظمة في هذا المرض. لا تزال الأسباب غير واضحة، ولكن هذا يشير إلى دور الميتوكوندريا في تطور اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه ويؤكد بشكل غير مباشر أنها يمكن أن تكون بمثابة هدف واعد للعلاج الإضافي، على سبيل المثال، باستخدام المكملات المضادة للأكسدة أو تصحيح النظام الغذائي”، أوضحت أنستازيا فاجانوفا. باحث أول في مختبر البيولوجيا العصبية والصيدلة الجزيئية بجامعة سانت بطرسبرغ الحكومية. يقول العلماء إن تطوير أساليب جديدة لدراسة اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه في المستقبل يمكن أن يمهد الطريق لدراسة الحالة لدى البشر. في المستقبل، سيقوم المتخصصون من جامعة سانت بطرسبرغ باستخدام مضادات الأكسدة لمحاولة تصحيح سلوك الفئران مع فرط النشاط الواضح، لأن هذه المواد تعمل على تحسين وظيفة الميتوكوندريا واستقلاب الطاقة. ويعتقد الباحثون أن استخدامها يمكن أن يجعل القوارض أكثر هدوءًا أو يحسن ذاكرتها.