Tau valk

Tau valk seondub mikrotuubulitega tehes neid stabiilsemaks ning mikrotuubulid ise on vajalikud toestajad neuronite harudes ja teistes rakkudes. Dementsusega ja mõne teise neuroneid kahjustava häirega leitakse tavaliselt aksonite lagunemist ja tau valkude kogumikke. BLAST otsingus olid leitud sarnased valgud mikrotuubulitega seondujad.

Tau valgud seonduvad tugevamalt väheste fosfaatgruppide omamisel kuid lisanduvate fosfaatgruppide lisamisel ei seondu need enam nii tugevalt mikrotuubulitega vaid teiste fosforüülitud tau valkudega.

Talveunes olevatel loomadel närilistest karuni toimub talveune perioodil suurem fosforüülimine, mis väheneb samadel isenditel aktiivsemal perioodil. Talveunes karu ajus paistab moondunud kujuga tugevalt fosforüülitud tau valke mida seostatakse inimeste puhul ebaterve seisundiga. Ühe fosforüülimise põhjusena võivad olla temperatuuri poolt algatatud bioloogilised protsessid kuigi alajahtumist toimub karudel (kehatemperatuur ~30 C) vähem kui närilistel (0-5 C). Ainevahetuse kiirus võib talveunes arktilistes alades elavatel närilistel olla 1-2% ja karudel 25% ärkvel olekul olevast.

Tau valke sünteesitakse põhiliselt neuronites ning need asuvad rohkem aksonites. Varajases elus on tau valgud rohkem fosforüülitud, mis võib aidata kergemalt aksonite kuju muuta. Inimese tau valgus paistab ~30 erinevat fosforüülimiskohta.

Näide hamstri ajukoore tau valgu fosforüülitud kohtadest, mis saadi värvivate antikehade lisamisel. Torpor on lühiajaline talveuni, mis vaheldub närilistel tihedate ärkamiste ja soojenemistega. Arousal tähistab aktiivsemat ärkvelolekut. A tähistab normaalse temperatuuriga loomast saadud pilti. Neljatunnise unega loomas paistis juba nähtavat tau valkude fosforüülimist. Ärkamisel paistab tundidega tau fosforüülimise vähenemist. Mõnes fosforüülimiskohas ei paistnud suurt muutust ärkveloleku ja talveune vahel.
Kõige rohkem fosforüülimist paistis ajukoores, keskajus ja hüpotaalamuses. Karul paistis ärkveloleku tasemega võrreldes kuni ~5 kordset fosforüülimist frontaalsagaras ja hippokampuses. Inimestel on need kohad dementsuse korral selgemalt kahjustuvad. Suuri erinevusi üldises tau valgu hulgas erinevatel aegadel ei paistnud.

Talveune tekitajateks paistab teadlikkus toidu puudusest, külm ja vähene valgus. Tau fosforüülimist suurendavad nälg, narkoos ja külm vesi. Kõik kolm põhjustavad keha jahtumist.

Autorid pakkusid, et Alzheimer'i tõve alguses fMRI abil paistev aju väiksem aktiivsus võib olla üheks tau valkude fosforüülimise algataja.

Kuna kilpnäärme hormoonid stimuleerivad ainevahetust, siis võib nende puudus olla üheks võimalikuks dementsuse eelduseks.

Talveune ja Alzheimer'i tõve (AD) suuremateks erinevusteks on AD puhul tau valkude erinevalt talveunest kuni aastakümneid kestev fosforüülitud olekus püsimine, kõrge kehatemperatuur AD ajal ja neuronite suremine.

Kolmepäevasel alatoitumisel suurenes hiire ajus järjest fosforüülitud tau valgu hulk. Kõige rohkem toimus seda hippokampuses, vähem ajukoores ja kõige vähem väikeajus. Inimesel on Alzheimeri tõve korral ajus samad piirkonnad sarnase intentsiivsusega fosforüülitud.

0,5-5 minutiline narkoos (eetri või barbiratuuriga) tekitab hiirtes mõõdetavat tau valkude fosforüülimist ja tunniga läheb see ilmsemaks aga mõlemal juhul toimus fosforüülimine kindlates tau valgu osades mitte suvalistes kohtades ning ei paistnud üldist valkude fosforüülimist vaid kindlamalt just tau valgu puhul. Narkoosis hiired hukati 30 sekundit pärast eetri narkoosi või 5 minutit pärast barbiratuuri süstimist.

Barbiratuuridega saadud tulemused erinevate fosforüülimiskohtade puhul, mis võis mõnes kohas suureneda ~20 korda. Kuni 5 minutilise narkoosiga ei tekitanud kumbki aine alajahtumist ning fosforüülimise põhjuseks oli tõenäoliselt stress.

Närilistel tekitab füüsiline (nälg, külm ja palavus) ning ka psüühhiline stress vähemalt hippokampuses tau valkude fosforüülimist. Võimaliku kasuliku põhjusena võib tau valkude vabanemine mikrotuubulitest aidata kasvatada uusi ühendusi alustades seniste nõrgestamisest.
AD puhul kogunevad fosforüülitud tau valgud rohkem rakukehasse ja dendriitidesse.

Söötmel kasvatatud hippokampuse rakkude järgi oli kõige rohkem fosforüülitud tau valgu proportsioon ~80% rakukehas, rakukeha lähedases aksoni osas ja dendriitides. Aksonite otstes olevates kasvukoonustes oli fosforüülitud 20% tau valgust.
Fosforüülitud tau valgu tihedus on AD korral samuti suurem rakukehas ja dendriitides. Lisaks ülaloleval pildil talveunes loomade neuronite tau valgust värvusid esimeses järjekorral rakukehad koos neile lähemale jäävate harudega.