Ученые Лаборатории квантовой биологии Университета Говарда обнаружили уникальный квантовый эффект в мозге человека, который может изменить представление о роли амилоидных фибрилл в развитии болезни Альцгеймера. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Physics.
Открытие связано с феноменом однофотонного сверхизлучения — квантовым эффектом, при котором молекулярные сети эффективно поглощают и перерабатывают высокоэнергетические фотоны, снижая их потенциальный вред. В амилоидных фибриллах, связанных с болезнью Альцгеймера, эти сети состоят из аминокислоты триптофана, которая образует плотные спирали, способные защищать клетки от разрушительного воздействия свободных радикалов.
Ученые использовали метод моделирования квантовых систем для оценки эффективности сверхизлучения в амилоидных фибриллах. Ранее они уже наблюдали небольшое усиление квантового выхода в белковых волокнах, однако новые данные показали, что в амилоидных структурах это усиление может достигать пяти раз по сравнению с отдельными молекулами триптофана.
Эти результаты предполагают, что амилоидные фибриллы, возможно, не являются причиной болезни Альцгеймера, как считалось ранее, а наоборот, представляют собой адаптивную защитную реакцию организма на стрессовые условия. Амилоиды способны поглощать разрушительные ультрафиолетовые фотоны и перерабатывать их энергию, снижая потенциальный ущерб клеткам мозга.
Исследование также поднимает вопрос о пересмотре существующих подходов к лечению болезни Альцгеймера, которые сосредоточены на удалении амилоидов из мозга. Полученные данные указывают на то, что такие методы могут быть неэффективными, если амилоиды действительно выполняют защитную функцию.