På mange måder er delfinerhjerner meget som menneskelige hjerner. Forskere rapporterer om patologiske tegn på Alzheimers hos disse fantastiske skabninger.
En flaske delfin hopper fra havet i Panama. Billede via Christian Wittman / Shutterstock.com.
Af Maria Carolina Gallego-Iradi, University of Florida og David Borchelt, University of Florida
Et team af videnskabsfolk i Det Forenede Kongerige og USA rapporterede for nylig om opdagelsen af patologiske tegn på Alzheimers sygdom i delfiner, dyr, hvis hjerner på mange måder ligner dem hos mennesker.
Dette er første gang, at disse tegn - neurofibrillære floker og to slags proteinklynger kaldet plaques - er blevet opdaget sammen i havpattedyr. Som neurovidenskabelige forskere mener vi, at denne opdagelse har tilføjet betydning på grund af lighederne mellem delfinhjerner og menneskelige hjerner.
Det nye fund i delfiner understøtter forskerteamets hypotese om, at to faktorer konspirerer for at øge risikoen for at udvikle Alzheimers sygdom i delfiner.
Disse faktorer er: levetid med en lang levetid efter fertiliteten - det vil sige en art, der i gennemsnit lever mange år efter, at de fødte år er ovre - og insulinsignalering.
Gallego-Iradi, en af forfatterne af papiret, begyndte undersøgelsen af delfinernes hjerner for mere end et årti siden ved bredden af Spanien. Det tog flere år for andre forskere at etablere forbindelsen mellem metabolisk dysfunktion og insulinresistens hos delfiner og mennesker. Denne nylige undersøgelse gjorde det også.
Sammen har indsigten i lighederne mellem delfiner og mennesker ført os til at antage, at Alzheimers og diabetes er sygdomme ikke i alderdommen, men i en lang levetid efter fertiliteten.
En katastrofal sygdom
Alzheimers er en progressiv hjernesygdom, der fører til hukommelsestab og ændringer i kognitiv evne. Der er ingen kur, og sygdommen fører i sidste ende til død.
Det er svært at overdrive byrden ved sygdommen, både for dem, der får diagnosen den og deres familier. Det er den sjette førende dødsårsag i U.S.A. Dødsfald som følge af sygdommen i USA steg 55 procent fra 1999 til 2014.
Alzheimers sygdom har to vigtigste patologiske kendetegn: Udviklingen af klynger af et protein kaldet beta-amyloid uden for cellerne og flokerne af et andet protein kaldet tau inde i cellen.
Proteinklyngerne uden for cellerne kaldes senile plaques. Flokerne indeni kaldes neurofibrillære floker.
Vi så begge disse i hjerne af de afdøde delfiner.
Billede via University of Manchester.
Den store hjerne teori
Delfiner tilhører en rækkefølge af pattedyr kaldet hvaler, der har tilpasset sig til at leve i vandet.
Selvom delfiner lever i vand, og mennesker lever på Jorden, er delfiner og mennesker meget ens på nogle vigtige måder. I de sidste 50-60 millioner år er hjernerne af delfiner og andre hvaler, inklusive marsvin og hvaler, blevet hyperexpanderet. Så har menneskelige hjerner. Dette er en proces kaldet enchephalisering.
Som mennesker også har delfiner en stærkt udviklet hjerneudvikling og et meget komplekst socialt forhold. Denne hjerne-lighed med mennesker antyder muligheden for, at delfiner som mennesker har udviklet lignende molekylære maskiner og patologiske egenskaber, herunder lignende neurodegenerative sygdomme.
Og hvaler og mennesker lever længe. Dette er vigtigt, da levetiden er en af de mest relevante faktorer i neurodegenerative sygdomme. Cetaceans har lang levetid mellem 20-100 år, hvilket er tid nok til at udvikle amyloidaflejringer i hjernen.
Nogle aspekter af Alzheimers patologi er rapporteret i en lang række andre dyr. Vores evolutionære slægtninge, såsom aber og aber, og vores kæledyr, hunde og katte, udvikler en af patologierne, amyloidpatologien. Amyloidplaques er også blevet beskrevet i vilde dyr i fangenskab, såsom bjørne.
Men at se både plaques og floker i en anden art er sjældent.
Vi mener, at dette gør vores fund i delfiner af både neuritisk plak og flokerende patologi i delfiner desto mere bemærkelsesværdigt.
Strandede delfiner førte til den første opdagelse
Cetaceans strandes mange gange hvert år over hele verden. Denne stranding genererer alarm, og forskere studerer for at forstå, hvorfor det sker. Nogle af faktorerne inkluderer dårlig vandkvalitet; dyr, der lever i meget dybt vand, og som registrerer kysten for sent; ubalance og forvirring skabt af Jordens magnetfeltændringer; forurening med tungmetaller såsom kviksølv, cadmium eller zink; eller forurening med forbindelser, såsom PCB og DDT. Andre mulige årsager er vira og parasitter, traumatisk død, predation eller fiskeri lemlæstning eller skibssonnarer, der griber ind i dyrets ekkolokation.
Delfiner strandet i Spanien mellem 2003 og 2006 førte til Gallego Iradis fund om Alzheimers patologi.
Prøverne repræsenterede tre forskellige arter af delfiner (flaske, stribet og Risso) strandet på Spaniens kyster. Deres hjerner havde alle de samme snoede tråde og proteinklynger i deres hjerne som humane patienter med Alzheimers sygdom. De havde også neuronaltab, hvilket styrkede tanken om, at delfiner og mennesker kunne have den samme Alzheimers patologi.
År efter disse fund begyndte andre forskere at undersøge en mulig forbindelse mellem en svigt i insulinsignalering og Alzheimers.
Dr. Simon Lovestone ved University of Oxford og Dr. Frank Gunn-Moore ved University of Saint Andrews begyndte at udvikle en hypotese om, at denne svigt i insulinsignalering hos mennesker, relateret til lang levetid efter fertiliteten, kunne være en årsag til Alzheimers mennesker.
Og her er en anden forbindelse.
Valanter er unikt udsat for en prediabetes-tilstand og er et af de få dyr, bortset fra mennesker, med en naturligt lang levetid efter fertilitet.
Maria Carolina Gallego-Iradi, assisterende videnskabsmand, University of Florida og David Borchelt, professor, neurovidenskab, University of Florida
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.
Bundlinjen: Forskere har fundet patologiske tegn på Alzheimers i delfiner.