Kalsium dan Osteoporosis

Kalsium sebagai mineral di tubuh

          Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh manusia. Kira-kira 99% kalsium terdapat di dalam jaringan keras yaitu pada tulang dan gigi. 1% kalsium terdapat dalam darah, dan jaringan lunak. Tanpa kalsium yang 1% ini, otot akan mengalami gangguan kontraksi, darah akan sulit membeku, transmisi saraf terganggu, dan sebagainya.

          Untuk memenuhi 1% kebutuhan ini, tubuh mengambilnya dari makanan yang dimakan atau dari tulang. Apabila makanan yang dimakan tidak dapat memenuhi kebutuhan, maka tubuh akan mengambilnya dari tulang. Sehingga tulang dapat dikatakan sebagai cadangan kalsium tubuh. Jika hal ini terjadi dalam waktu yang lama, maka tulang akan mengalami pengeroposan tulang (osteoporosis).

Faktor – faktor yang meningkatkan absorpsi kalsium

                Beberapa faktor yang dapat meningkatkan absorpsi kalsium adalah :

1. Peningkatan kebutuhan terjadi pada pertumbuhan, masa kehamilan, menyusui, defisiensi kalsium

2. Vitamin D merangsang absorpsi kalsium melalui mekanisme kompleks

3. Asam Klorida yang dikeluarkan oleh lambung membantu absorpsi kalsium dengan cara menurunkan derajat keasaman di bagian atas usus halus

4.  Lemak meningkatkan waktu transit makanan melalui saluran cerna, dengan demikian memberikan waktu lebih banyak untuk absorpsi kalsium

Faktor – faktor yang menghambat absorpsi kalsium

1.  Kekurangan vitamin D bentuk aktif

2. Makanan yang mengandung asam oksalat seperti bayam dan sayuran lain

3. Makanan yang tinggi serat karena mempercepat waktu transit makanan di dalam saluran cerna

pic from Google

Yang mengatur kadar kalsium dalam darah adalah hormon paratiroid, tirokalsitonin dari kelenjar tiroid dan vitamin D. Hormon paratiroid dan vitamin D meningkatkan kalsium darah dengan cara sebagai berikut :

1.  Vitamin D merangsang absorpsi kalsium oleh saluran cerna

2. Vitamin D dan hormon paratiroid merangsang pelepasan kalsium dari tulang ke dalam darah

3. Vitamin D dan hormon paratiroid menunjang reabsorpsi kalsium di dalam ginjal

Sumber Kalsium

·         Sayuran hijau (bayam, brokoli, sawi)

·         Ikan teri kering

·         Udang kering

·         Tahu

·         Kacang – kacangan

·         Salmon, sarden

·         Susu dan hasil olahannya

pic from Google

Fungsi Kalsium

·       Membentuk serta mempertahankan tulang dan gigi yang kuat

·         Mencegah osteoporosis

·         Membantu proses pembekuan darah dan penyembuhan luka

·         Menghantarkan signal ke dalam sel – sel saraf

·         Mengatur kontraksi otot

·         Membantu transport ion melalui membran

·     Sebagai komponen penting dalam produksi hormon dan enzim yang mengatur proses pencernaan, energi, dan metabolisme lemak

Gejala Kekurangan Kalsium

·         Gangguan pertumbuhan

·         Tulang kurang kuat, mudah bengkok, dan rapuh

·         Kekejangan otot

Gejala Kelebihan Kalsium

·   Kelebihan kalsium terjadi apabila mengkonsumsi kalsium sebesar 2500mg/hari. Kelebihan kalsium dapat menyebabkan terjadinya batu ginjal atau gangguan ginjal, konstipasi (susah buang air besar)

 

PATOFISIOLOGI OSTEOPOROSIS

      Menurut definisi, osteoporosis adalah penyakit langka yang dicirikan oleh rendahnya massa tulang, dan kemunduran struktural jaringan tulang, yang menyebabkan kerapuhan tulang. Bila tidak dicegah atau bila tidak ditangani, proses pengeroposan akan terus berlanjut sampai tulang menjadi patah dan penderitanya mengalami kesakitan dalam melakukan pergerakan anggota tubuhnya. Patah tulang ini umumnya akan terjadi pada tulang belakang, tulang panggul, dan pergelangan tangan.

   Dalam keadaan normal, tulang kita senantiasa berada dalam keadaan seimbang antara proses pembentukan dan penghancuran. Fungsi penghancuran (resorpsi) yang dilaksanakan oleh osteoklas, dan fungsi pembentukan yang dijalankan oleh osteoblas senantiasa berpasangan dengan serasi.

     Keseimbangan kalsium, antara yang masuk dan keluar, juga memainkan peranan penting. Bahkan faktor penentu utama untuk terjadinya osteoporosis adalah kadar kalsium yang tersisa pada tulang.             Orang – orang yang sebelumnya memiliki densitas tulang yang tinggi (tulang yang padat), mungkin tidak akan sampai menderita osteoporosis. Kehilangan kalsium yang dialami tidak mencapai tingkat di mana terjadi osteoporosis.

     Lebih kurang 99% dari keseluruhan kalsium tubuh kita berada di dalam tulang dan gigi. Bila kadar kalsium darah turun di bawah normal, tubuh mengambilnya dari tulang untuk mengisinya lagi.

    Seiring dengan bertambahnya usia, keseimbangan sistem mulai terganggu. Tulang kehilangan kalsium lebih cepat dibanding kemampuannya untuk mengisinya kembali. Alasan mengapa hal ini terjadi belum jelas. Secara umum dapat dikatakan bahwa osteoporosis terjadi saat fungsi penghancuran sel-sel tulang lebih dominan dibanding fungsi pembentukan sel-sel tulang.

      Kadar hormon tiroid dan paratiroid yang berlebihan dapat mengakibatkan hilangnya kalsium dalam jumlah yang lebih banyak. Obat-obat golongan steroid pun dapat mengakibatkan hilangnya kalsium dari tulang.

Pengobatan Osteoporosis

                Pencegahan adalah satu-satunya pengobatan utama. Bila tulang sudah mengalami osteoporosis, kita hanya bisa menjaganya agar tidak bertambah parah.

1.       Umum

·         Penuhi kebutuhan nutrisi yang dibutuhkan oleh tubuh

·         Upayakan mencapai berat tubuh yang ideal

·         Hilangkan kebiasaan merokok, mengkonsumsi alkohol dan kafein

·    Usahakan menghindari obat-obat yang dapat meningkatkan resiko osteoporosis

·      Rajin olahraga, manfaat : memelihara tulang. Otot yang kuat membuat tulang semakin kuat dan padat

·         Upayakan untuk mencegah terjadinya cedera (khususnya jatuh)

pic from Google

2.       Farmakoterapi

·         Pemberian suplemen kalsium, magnesium, dan vitamin D

·         Terapi pengganti hormon bila diperlukan

·         Obat-obat pengurang nyeri dan atau obat anti inflamasi non-steroid

·         Kalsitonin

·         Bifosfonat

3.       Fisioterapi

4.       Pembedahan

pic from Google

Salah satu cara terpenting untuk mencegah osteoporosis adalah konsumsi kalsium yang cukup. Berikut disajikan dosis kalsium yang diperlukan oleh tubuh menurut kelompok umur :

·         Anak-anak, umur 1 – 10 tahun : 800 mg kalsium/hari

·         Remaja, umur 11 – 18 tahun : 1.200 mg kalsium/hari

·         Remaja yang hamil : 1.600 mg kalsium/hari

·         Wanita hamil, umur 19 tahun ke atas : 1.200 mg kalsium/hari

·         Wanita menyusui : 1.200 mg kalsium/hari

·         Laki-laki dewasa, di bawah 65 tahun : 1.000 mg kalsium/hari

·         Laki-laki dewasa, di atas 65 tahun : 1.500 mg kalsium/hari

·         Perempuan dewasa, sebelum menopouse : 1.200 mg kalsium/hari

·         Perempuan dewasa, setelah menopouse : 1.500 mg kalsium/hari

Salah satu cara terpenting untuk mencegah osteoporosis adalah konsumsi kalsium yang cukup. Berikut disajikan dosis kalsium yang diperlukan oleh tubuh menurut kelompok umur :

·         Anak-anak, umur 1 – 10 tahun : 800 mg kalsium/hari

·         Remaja, umur 11 – 18 tahun : 1.200 mg kalsium/hari

·         Remaja yang hamil : 1.600 mg kalsium/hari

·         Wanita hamil, umur 19 tahun ke atas : 1.200 mg kalsium/hari

·         Wanita menyusui : 1.200 mg kalsium/hari

·         Laki-laki dewasa, di bawah 65 tahun : 1.000 mg kalsium/hari

·         Laki-laki dewasa, di atas 65 tahun : 1.500 mg kalsium/hari

·         Perempuan dewasa, sebelum menopouse : 1.200 mg kalsium/hari

·         Perempuan dewasa, setelah menopouse : 1.500 mg kalsium/hari

Vitamin D

            Salah satu fungsi vitamin D adalah membantu penyerapan kalsium dari usus. Sebagian penderita osteoporosis mempunyai kadar vitamin D yang rendah di tubuhnya sehingga absorpsi kalsium dari usus juga kurang. Vitamin D dibentuk di dalam tubuh dengan bantuan paparan sinar matahari atau didapatkan langsung dari makanan.

           Dosis harian vitamin D adalah 400 IU. Dosis ini dapat ditingkatkan hingga 800 IU, terutama jika anda tidak cukup mendapat vitamin D dari makanan atau kurang terpapar sinar matahari. Tapi ingat jangan mengkonsumsi lebih dari angka ini, kecuali dokter anda menganjurkannya.

Oleh : dr. Freddy Wilmana, MFPM, SpFK

 

 

 

Fungsi Serat Bagi Tubuh

             Selulosa, roughage, serat, apapun anda menyebutkan zat yang luar biasa ini sangat efektif dalam membuang deposit lemak di sel-sel tubuh anda. Serat juga menimbulkan rasa kenyang sehingga dapat menekan nafsu makan anda. Jadi makan makanan berserat tinggi merupakan program diet yang efektif dan alami.

                Serat tidak diserap oleh tubuh, setelah serat selesai melaksanakan tugasnya membersihkan sel, ia dikeluarkan.

                Serat ada dua jenis, yaitu serat yang larut dalam air, dan serat yang tidak larut dalam air. Serat yang larut dalam air itulah yang berguna untuk menghancurkan lemak dan mengendalikan produksi kolesterol jahat (LDL), kolesterol yang menyumbat arteri (pembuluh darah). Mayoritas ditemukan dalam serelia seperti barley dan oat, kacang-kacangan, dan biji-bijian, serta beberapa buah dan sayur. Serat larut juga menahan penyerapan beberapa jenis kandungan yang bisa berefek negatif jika kadarnya terlalu tinggi atau terlalu cepat. Misalnya membantu mencegah kadar glukosa darah naik tinggi setelah makan.

pic from Google

                Serat tidak larut dalam air, jenis serat ini akan membersihkan saluran cerna dan membentuk massa di feses sehingga membantu melancarkan buang air besar. Bisa ditemukan dalam padi-padian utuh (seperti tepung gandum dan dedak gandum), kacang-kacangan, dan beberapa sayuran (seperti kembang kol, kentang, dan kacang hijau)

Serat tidak larut memang sangat efektif mengatasi gangguan pencernaan seperti sembelit, konstipasi, atau pun wasir. Penambahan volume di perut setelah kita mengasup serat tidak larut juga akan meningkatkan perasaan kenyang, sehingga mencegah makan berlebihan.

6 – 8 gelas air per hari! Agar proses pelarutan serat dalam air dapat berjalan optimal maka setiap orang haruslah mengkonsumsi 6 – 8 gelas air putih dalam seharinya.

Ringkasan dari buku “Makanan dan Jus yang Luar Biasa” karangan Dr. Widjaya Kususma, dan situs kesehatan

Hyperuricemia and Disease

By Carol Eustice  Reviewed by Grant Hughes, MD

Updated September 17, 2018

When we urinate, our bodies eliminate liquid waste consisting of water and salt as well as the chemicals urea and uric acid. Most uric acid is produced naturally in the body; the rest is converted from substances in certain foods, called purines. If uric acid levels are too high, they can cause a condition known as hyperuricemia, a risk factor for both gout and kidney disease.

Serum Urate Levels

Most uric acid dissolves in the blood, then travels to the kidneys to be excreted in urine. Normally, people maintain a stable serum urate level between 4 and 6.8 mg/dl, as well as a total body uric acid count of 1000 mg. If you produce too much uric acid or are unable to eliminate enough of it, you may have elevated serum urate levels, which can lead to hyperuricemia.

A blood test is one way to check your uric acid level; it can also be checked using a urine sample. Ideally, your serum uric acid level should be 6.0 mg/dl or lower. A uric acid level of 6.8 mg/dl or higher indicates hyperuricemia.

Causes and Risk Factors

Aging, being male, and being African-American or of Pacific Islander descent put you at higher risk of developing hyperuricemia. Other risk factors include:

• Renal insufficiency
• Metabolic syndrome—a disorder that involves obesity, abnormal blood pressure, dysglycemia (blood sugar disorders), dyslipidemia (lipid disorders)
• A diet that is high in purines, protein, alcohol, and carbohydrates
• Medications, including thiazides, loop diuretics, and low-dose aspirin
• Niacin
• Acidosis
• Chemotherapy
• Diabetes
• Hypoparathyroidism
• Psoriasis
• Lead poisoning
• Polycythemia vera
• Toxemia related to pregnancy
• Tumor lysis syndrome
• Genetic predisposition

• Symptoms and Complications

  While hyperuricemia itself is not a disease—and in some cases causes no symptoms or problems—a prolonged state of this condition may lead to the development of crystals, which can be problematic.
• The two most common conditions that can result from high uric acid levels are gout and kidney disease. With gout, uric acid crystals build up in the joints, promoting inflammation and the breakdown of joint cartilage. Symptoms include pain, swelling, redness, stiffness, deformity, inflammation, and limited range of motion.
• Uric acid crystals can also be deposited in the kidneys, causing kidney stones to form. These stones can be very painful and, if left untreated, can block the urinary tract and cause infections. Research has shown that one in five people with gout will develop kidney stones. Symptoms of kidney stones include:
  • Pain or aching in your lower back, side, abdomen, or groin
  • Nausea
  • Increased urge to urinate
  • Pain when urinating
  • Difficulty urinating
  • Blood in your urine
  • Foul-smelling urine

  
  

  • Kidney stones can also cause urinary tract infections (UTIs) because they harbor bacteria. The symptoms of a UTI can include any or all of the above; a fever or chills can also be present.
    Over time, kidney stones and other forms of kidney damage can lead to chronic kidney disease, which makes it more difficult to get rid of uric acid. Untreated kidney disease can ultimately lead to kidney failure or loss of kidney function.

  Treatment

  If you're not having symptoms, you don't necessarily require treatment for hyperuricemia. When symptoms are present, a diet low in purines can help regulate uric acid levels. If that is not effective, your doctor may prescribe a medication to control your levels.

  Foods that are high in purines include:

  • Organ meats, meat extracts, and gravy
  • Sardines, anchovies, shellfish, and tuna
  • Beer and other alcoholic beverages
  • Sugary foods and beverages (such as soda) that contain high-fructose corn syrup

  Foods that are low in purines include:

  • Milk and milk products
  • Eggs
  • Lettuce, tomatoes, and green vegetables
  • Cream soups without meat stock
  • Peanut butter and nuts
  • Citrus fruits

  It's also important to drink at least 8 ounces of water a day to help the kidneys flush out uric acid. Some studies suggest that drinking coffee on a regular basis can prevent the development of gout.

  When dietary changes do not sufficiently control hyperuricemia, your doctor may prescribe medications to keep uric acid levels under control. These include:

  • Benemid (probenecid): Known as a uricosuric medication, this drug blocks the reabsorption of urate to prevent crystals from depositing.
  • Zyloprin (allopurinol), Uloric (febuxostat): These xanthine oxidase inhibitors (XOIs) reduce the body’s production of uric acid.
  • Zurampic (lenisurad) is prescribed with an XOI to increase its effects.
  • Krystexxa (pegloticase): Pegloticase is given by intravenous infusion. It changes uric acid into a substance called allantoin that your body can eliminate easily. It is reserved for people for whom other gout medications have not worked.

  A Word From Verywell

  It is important to know your uric acid level, just as it is important to know your cholesterol or blood glucose levels. Talk to your doctor if you are experiencing sore joints or frequent urinary tract infections. If you've had attacks of gout, you should have your uric acid levels tested every six months to ensure that they remain under 6.0 mg/dl.
• 
  

Asam urat

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Asam urat (bahasa Inggris: uric acid, urate) adalah senyawa turunan purinadengan rumus kimia C₅H₄N₄O₃ dan rasio plasma antara 3,6 mg/dL (~214µmol/L) dan 8,3 mg/dL (~494µmol/L) (1 mg/dL = 59,48 µmol/L)^[2].

Kelebihan (hiperurisemia, hyperuricemia) atau kekurangan (hipourisemia, hypouricemia) kadar asam urat dalam plasma darah ini sering menjadi indikasi adanya penyakit atau gangguan pada tubuh manusia.

Pada manusia, asam urat adalah produk terakhir lintasan katabolismenukleotida purina, sebab tiadanya enzim urikase yang mengkonversi asam urat menjadi alantoin. Kadar asam urat yang berlebih dapat menimbulkan batu ginjal dan/atau pirai di persendian.^[3]

Penyakit asam urat[sunting | sunting sumber]

Penyakit asam urat merupakan akibat dari konsumsi zat purin secara berlebihan. Purin diolah tubuh menjadi asam urat, tetapi jika kadar asam urat berlebih, ginjal tidak mampu mengeluarkan sehingga kristal asam urat menumpuk di persendian. Akibatnya sendi terasa nyeri, bengkak dan meradang.

Asam urat adalah penyakit dari sisa metabolisme zat purin yang berasal dari sisa makanan yang kita konsumsi. Purin sendiri adalah zat yang terdapat dalam setiap bahan makanan yang berasal dari tubuh makhluk hidup. Dengan kata lain, dalam tubuh makhluk hidup terdapat zat purin ini, lalu karena kita memakan makhluk hidup tersebut, maka zat purin tersebut berpindah ke dalam tubuh kita. Berbagai sayuran dan buah-buahan juga terdapat purin. Purin juga dihasilkan dari hasil perusakan sel-sel tubuh yang terjadi secara normal atau karena penyakit tertentu. Biasanya asam urat menyerang pada usia lanjut, karena penumpukan bahan purin ini.

Pantangan penderita asam urat[sunting | sunting sumber]

• Jeroan: otak, paru-paru, hati, limpa, usus, ginjal dan babat.
• Seafood (Makanan laut): udang, kepiting, cumi-cumi, gurita, kerang, sotong, remis, tiram, ikan teri, ikan sarden.
• Riverfood (Makanan sungai): ikan lele, belut, udang, kepiting dan keong.
• Ekstrak daging seperti abon dan dendeng.
• Makanan yang sudah dikalengkan (contoh: kornet sapi, ikan sarden, daging sapi dan daging babi).
• Daging kambing, daging anjing, daging babi, daging sapi, daging kerbau dan daging kuda.
• Bebek, angsa dan kalkun.
• Burung dan kelelawar.
• Kacang-kacangan: kacang kedelai (termasuk hasil olahan seperti tempe, tahu, tauco, oncom, susu kedelai), kacang tanah, kacang hijau, tauge dan emping/melinjo.
• Sayuran: kembang kol, bayam, asparagus, buncis, jamur kuping, daun singkong/ubi, daun pepaya, kangkung dan cabe/lombok.
• Krim, es krim dan kaldu atau kuah daging yang kental.
• Buah-buahan tertentu seperti durian, nanas dan air kelapa.
• Makanan yang digoreng atau bersantan atau dimasak dengan menggunakan margarin/mentega.
• Makanan kaya protein, lemak dan darah.

Tips tambahan bagi penderita asam urat[sunting | sunting sumber]

• Konsumsi makanan yang mengandung potasium tinggi seperti tomat, kentang, yogurt dan pisang.
• Konsumsi buah yang banyak mengandung vitamin C, seperti jeruk, pepaya dan stroberi.
• Contoh buah dan sayuran untuk mengobati penyakit asam urat: buah naga, belimbing wuluh, jahe, labu kuning, sawi hijau, sawi putih, serai dan tomat.
• Perbanyak konsumsi karbohidrat kompleks seperti nasi, singkong/ubi dan roti.
• Kurangi konsumsi karbohidrat sederhana jenis fruktosa seperti gula, permen, arum manis, gulali dan sirup.
• Jangan minum aspirin.
• Jangan bekerja terlalu keras/kelelahan.
• Pada orang yang kegemukan (obesitas), biasanya kadar asam urat cepat naik tetapi pengeluaran sedikit, maka sebaiknya turunkan berat badan dengan olahraga yang cukup.
• Sesuaikan asupan energi dengan kebutuhan tubuh, berdasarkan tinggi dan berat badan.

Untuk menyembuhkan penyakit ini ada beberapa hal yang harus dilakukan, diantaranya :

• Menghindari makanan yang dapat meningkatkan asam urat, seperti jeroan (hati, ginjal, limpa, babat, usus, paru dan otak), hindari makanan laut (udang, kerang, cumi, kepiting); makanan kaleng (kornet, ikan sarden dan ekstrak daging), kaldu atau kuah daging yang kental.

• Menghindari makanan seperti emping/melinjo, kangkung dan bayam, daun singkong/ubi, daun jambu mete, asparagus, buncis dan kembang kol. Hindari kacang-kacangan (kacang tanah, kacang hijau, kacang kedelai, tempe, tauco, tauge, oncom) dan susu kedelai.
• Menghindari makan buah durian, avokad, nanas, air kelapa.
• Makanan yang aman dimakan, beberapa di antaranya adalah: nasi, ikan yang bersirip dan bersisik, daging ayam, telur, keju, susu dan beberapa buah-buahan.
• Hindari minuman dan makanan beralkohol.
• Pada orang gemuk, asam urat biasanya naik sedangkan pengeluarannya sedikit, maka untuk keamanan, orang biasanya dianjurkan menurunkan berat badan.
• Banyak minum air putih minimal 8 - 10 gelas per hari, karena dengan banyak minum air putih, kita dapat membantu membuang purin yang ada dalam tubuh.

Faktor Risiko[sunting | sunting sumber]

Beberapa faktor risiko yang dapat menyebabkan seseorang memiliki kadar asam urat yang tinggi dalam tubuh adalah:

• Gaya Hidup. Konsumsi makanan yang mengandung purin yang tinggi, konsumsi alkohol, dapat meningkatkan kadar asam urat dalam darah.
• Kondisi Medis. Kondisi medis seperti tekanan darah tinggi, diabetes, hiperkolesterolemia, sering dikaitkan dengan kasus asam urat.
• Obat-obatan. Pemakaian obat seperti diuretik, aspirin harus diperhatikan dan dikonsultasikan ke dokter karena dapat meningkatkan kadar asam urat.
• Genetik. Beberapa orang yang memiliki riwayat keluarga dengan sejarah asam urat juga merupakan salah satu faktor risiko.
• Usia dan Jenis Kelamin. Pria memiliki risiko lebih besar untuk terkena gangguan radang karena asam urat, tetapi wanita yang telah memasuki masa menopause juga memiliki risiko yang sama besarnya dengan pria.

Lihat pula[sunting | sunting sumber]

• Asam askorbat

pengalaman penulis mengobati asam urat tanpa obat kimia : penulis pernah mengalami gejala asam urat pada tumit kaki kanan sebelah dalam. terasa agak panas
dan sakit ketika ditekan (ada benjolan kecil memerah), pada saat diam/tidak bergerak terasa sakit berdenyut. kemudian penulis mengkonsumsi
daun salam. segenggam daun salam dicampur 1 bungkus nutrisari, diblender, dan diminum tiap pagi/sore. 
nutrisari bisa diganti buah, misal apukat/buah naga/mangga, dll.
setelah 3 hari rasa sakit berkurang dan benjolan tidak memerah. 
setelah asam urat sembuh, tetap mengkonsumsi daun salam tiap 2 ato 3 hari sekali, jaga pola makan dan pola pikir.

Alzheimer's: Study zeroes in on brain's weakest link

Published Thursday 20 December 2018

By Maria Cohut

Fact checked by Gianna D'Emilio

Alzheimer's disease is a form of neurocognitive decline that affects millions across the world. The exact cause is unclear, but new research is uncovering the mechanisms that allow Alzheimer's to become established in the brain.

In Alzheimer's disease, as in other forms of dementia, a defining feature is the accumulation of certain toxic proteins in the brain.

More often than not, researchers identify the protein beta-amyloid as the main culprit in this disruptive process.

However, another protein, called tau, is just as important.

In a new study, researchers from a series of academic institutions, including the Ohio State University in Columbus, Columbia University Medical Center in New York, NY, and Cambridge University in the United Kingdom, have found that tau accumulates preferentially around a specific type of brain cell.

The investigators also revealed that certain genetic profiles may predispose a person to tau aggregations around those cells.

Co-lead author of the study Hongjun (Harry) Fu — now an assistant professor in the Department of Neuroscience at Ohio State University — and colleagues report their findings in a paper recently published in Nature Neuroscience.

The most vulnerable brain cells

The brain contains different types of cells. The two most important are neurons, which communicate information and play a key role in cognitive function, and glial cells, which have several roles, including supporting and protecting neurons and the connections between them.

Neurons fall into two types: excitatory, which trigger electrical impulses, and inhibitory, which balance out the activity of excitatory neurons.

Studying the phenomenon of tau protein accumulation in a mouse model, as well as in the brains of people who have received Alzheimer's diagnoses, Fu and colleagues found that excitatory neurons were those most exposed to the disruptive effect of this protein.

"The accumulation of misfolded tau aggregates is a defining feature of Alzheimer's disease and frontotemporal lobar degeneration linked to tau," the researchers write, adding, "Several types of neurons have been reported to be particularly vulnerable in [Alzheimer's disease], Down's syndrome, and [frontotemporal lobar degeneration]."

"The distribution of neurons vulnerable to tauopathy follows a sequential pattern that suggests that cell populations in different regions of the brain are selectively at risk. More specifically, the morphology and location of cells within the entorhinal cortex and hippocampus that accumulate tau [...] suggest that excitatory neurons are preferentially impacted."

Following this finding, the researchers compiled genetic analyses based on the data of people who did not have either Alzheimer's disease or any other neurological issues.

The investigators noticed some important genetic differences between the excitatory and inhibitory neurons, which, they believe, could explain why the former are more exposed to tau aggregation.

Could genes explain the phenomenon?

Specifically, the researchers found that one gene, BAG3, which regulates the clearance of tau protein in the brain, may provide the key to excitatory neurons' susceptibility to toxic plaque formation.

BAG3 expression, the team explains, was much higher in neuronal cells than in non-neuronal cells. Among neurons, the expression was highest in the inhibitory type, suggesting that this could explain their reduced vulnerability to tau aggregates.

"We think there's a really early, intrinsic difference in the brain cells that are prone to the accumulation of tau protein, which may explain why only certain neurons and brain regions are vulnerable to this problem in early Alzheimer's," says Fu.

"If we can figure out the molecular determinants underlying vulnerability to this disease, it will help us better understand the development of Alzheimer's disease and potentially could lead to techniques for early detection and targeted treatment," he adds.

In the future, the researchers aim to focus on how interactions between certain genes could influence Alzheimer's-specific mechanisms and enhance brain cells' vulnerability to toxic plaques.

The investigators note that brain cells other than neurons also likely play an important role in the progression of neurodegenerative conditions, including Alzheimer's.

"Other brain cells, including microglia, astrocytes, and oligodendrocytes, have also been found to play important roles in the development of Alzheimer's disease," Fu notes, adding, "We are very interested to understand how those cells communicate with each other and affect the vulnerability of certain neurons."

The researcher explains, "Environmental factors, brain injury, diabetes, sleep deprivation, depression, and other outside factors also have been linked to increased vulnerability to Alzheimer's," continuing, "We want to understand how intrinsic differences interact with these outside influences."