Tau je vrsta proteina koji je dio strukturne funkcije živaca, neophodan da živci učinkovito prenose impulse. Određene bolesti mogu promijeniti normalni tau u oblike koji ometaju živčane impulse, a ova skupina bolesti naziva se tauopatijama. Primjeri uključuju Alzheimerovu bolest, Parkinsonovu bolest i kortikobazalnu degeneraciju. Mnoge od ovih bolesti razvijaju se u kasnijim fazama života, iako se neke razvijaju u srednjoj dobi ili ranije.
Kod ljudi sa zdravim mozgom, tau protein čini dio aksona živaca. Živci su tipično duguljaste stanice s izbočinama nalik granama na jednom kraju koje se nazivaju dendriti, a aksoni, koji su pravilnije oblikovane izbočine nalik granama, na suprotnom kraju. Živci prenose informacije jedni drugima putem kemijskih signala. Dendriti primaju signale, dok aksoni prenose signale do sljedećeg živca.
Unutar živčane stanice, koja se također naziva neuron, ova informacija se kreće kao električni impuls. U osnovi, kemijski signal se prepoznaje po kraju dendrita, koji proizvodi električnu verziju, koja dolazi do kraja aksona i ponovno se pretvara u kemijski signal. Tau protein, od kojih postoji šest pojedinačnih tipova, bitna je komponenta aksonskog dijela živčane stanice.
Zdravi neuroni koriste sićušne strukture zvane mikrotubule kao skele za stanicu. Tau pomaže održati ove mikrotubule na mjestu, a stanicu u ispravnom obliku. Prisutnost taua također pomaže esencijalnim staničnim hranjivim tvarima poput kisika i glukoze da putuju po stanici. Za učinkovit posao, normalni tau protein poprima specifičan oblik.
Kada je tau prisutan u živcima različitog oblika, može utjecati na funkciju živčane stanice. Tauopatije pokrivaju širok raspon živčanih bolesti, jer “patija” jednostavno znači bolest, od grčke riječi pathos. Svaka bolest koja utječe na oblik i funkciju tau proteina je stoga tauopatija.
Normalni tau se savija na određeni način, ali abnormalni tau se savija drugačije, u različite oblike. Abnormalne tau molekule sadrže dodatne fosfatne skupine, što utječe na način na koji se protein slaže. Različita struktura opasnog tau znači da protein djeluje drugačije unutar živčane stanice. Ima tendenciju da se zalijepi u nakupine na kraju dendrita živčane stanice i blokira prijenos električnih impulsa.
Ovo blokiranje impulsa je ono što uzrokuje simptome tauopatija, koji se kreću od demencije do problema s kretanjem mišića. Raznolikost simptoma posljedica je činjenice da je tau prisutan i u mozgu i u živcima oko ostatka tijela. Abnormalni tau stoga može utjecati na mentalne sposobnosti osobe, kao što je Alzheimerova bolest, ili umjesto toga oštetiti sposobnost osobe da kontrolira pokrete, kao što je Parkinsonova bolest.
Oštećene živčane stanice također mogu s vremenom odumrijeti, što pogoršava tauopatije s godinama i dovodi do toga da spadaju u skupinu medicinskih stanja poznatih kao degenerativne bolesti. Određene mutacije gena su implicirane s nekim tauopatijama, posebno onima koje se javljaju u obiteljima, kao što je Alzheimerova bolest mlađeg početka. Druge tauopatije, poput uobičajene Alzheimerove bolesti, od 2011. nemaju poznati uzrok, a istraživanja su u tijeku.