Нейродегенерация

Нейродегенеративные заболевания — прогрессирующие, обусловленные возрастом расстройства с одним и тем же патологическим механизмом. Этим заболеваниям подвержены миллионы людей — и в будущем, по мере старения Западного мира, они могут распространиться еще шире. Тем самым они значительно обременяют здравоохранение и обходятся невероятно дорого.

Нейродегенеративные заболевания вызывают смерть специфических групп нейронов центральной нервной системы. Их можно грубо разделить на две категории:

Ухудшение умственной деятельности

• Болезнь Альцгеймера (самая распространенная и наиболее изученная форма деменции)
• Лобно-височная лобарная дегенерация
• Сосудистая деменция
• Болезнь Пика

Расстройства двигательного аппарата

• Болезнь Паркинсона
• Болезнь Хантингтона
• Болезни двигательных нейронов (например, боковой амиотрофический склероз)
• Спиноцеребеллярные атаксии

Трансмиссивные губчатые энцефалопатии, или прионные заболевания, — другая группа нейродегенеративных расстройств. Они вызывают и умственные, и двигательные затруднения и включают:

• Губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота («коровье бешенство»)
• Болезнь Крейтцфельдта — Якоба
• Синдром Герцмана — Штраусслера — Шейнкера
• Фатальную семейную бессонницу
• Куру
• Почесуху овец

Прионная гипотеза

Прионные заболевания — чрезвычайно редкие расстройства; о них мало что знали вплоть до конца 1980-х годов, когда на них обратили внимание вслед за эпидемией «коровьего бешенства», скосившего крупный рогатый скот в Великобритании. 156 человек умерли от болезни Крейтц-фельдта — Якоба, судя по всему из-за того, что съели мясо зараженных коров. Большинство болезней вызывают микробы, однако прионные заболевания — особая статья: согласно прионной гипотезе их вызывает аномальная форма белка нервных клеток, которая может передаваться между организмами как одного вида, так и разных.

Слово «прион» означает «протеиновая белковая инфекционная частица» и описывает этот уникальный способ передачи заболевания. Белок-прион есть во всех нейронах, однако его нормальная функция до сих пор неизвестна, хотя его расположение на мембране клетки подсказывает, что он вовлечен в передачу сигналов от клетки к клетке. Мутация в гене, кодирующем прион, заставляет этот белок складываться неправильно, и эти неправильно сложенные молекулы слипаются в нерастворимые комки, отравляющие нейроны. Эти комки затем разваливаются на куски, действующие как «семена», они распространяются в ткани, и нормальные молекулы этого белка тоже принимают эту ненормальную конфигурацию.

Неправильно свернутые белки

Почти все нейродегенеративные заболевания связаны с патологическим прионоподобным механизмом, по которому наследуемые или спонтанные генетические мутации заставляют неправильно свернутые белки накапливаться в виде нерастворимых комков или волокон внутри или вокруг нейронов, так или иначе, мешая их деятельности. Разновидность белка и распределение и конкретное воздействие его комков зависит от вида заболевания. Некоторые нейродегенеративные расстройства обусловлены несколькими неправильно свернутыми белками, и во многих случаях отложения этих белков начинают формироваться задолго до появления каких-либо симптомов.

Болезнь Альцгеймера, к примеру, характеризуется отложениями белка бета-амилоида, образующего бляшки в зазорах между нейронами, и тау-белка, формирующего нейрофибриллярные клубки внутри клеток. Такие отклонения передаются от клетки к клетке почти так же, как вирус. Мозг из-за клеточной смерти сжимается, обычно — начиная с гиппокампа и создавая трудности с памятью и ориентировкой в пространстве. Это сжатие можно заметить на томограммах задолго до проявления симптомов, однако бляшки видны только под микроскопом, а поэтому точный диагноз можно поставить только посмертно, изучив мозг усопшего.

Болезнь Паркинсона определяется аккумуляцией неправильно свернутых молекул белка альфа-синуклеина, образующих структуры под названием «тельца Леви» внутри нейронов и приводящих к смерти дофамин-производящих нейронов среднего мозга. Болезнь Хантингтона, с другой стороны, связана с мутацией белка хантингтина, накапливающегося внутри ядер нейронов.

Обычно неправильно сложенные белки и другие клеточные отходы предназначены для уничтожения либо микроглией — клетками-уборщиками мозга, либо биохимической реакцией (именуемой убиквитин-активированным лизосомальным путем), выполняющей функции клеточного мусорного ведра. Уже накоплено немало подтверждений, что эти механизмы при нейродегенеративных заболеваниях перестают срабатывать, и, возможно, поэтому неправильно свернутые белки накапливаются, а не устраняются из нервной ткани.

Надвигающаяся эпидемия?

Наследуемые мутации могут вызвать тяжелые ранние случаи нейродегенеративных расстройств, однако в большинстве случаев возникают случайно, и величайший фактор риска здесь — возраст. К примеру, вероятность возникновения болезни Альцгеймера каждые пять лет после 65 удваивается, а после 85 лет достигает вероятности 50%. Причины этого неясны, однако некоторые исследователи полагают, что нейродегенеративные заболевания — следствие ускорения нормального процесса старения.

«Вскрытие показало изменения, представляющие наиболее серьезную форму старческой деменции — специфические глубоко окрашенные фибриллярные клубки» Эмиль Крепелин (1856-1926), немецкий психиатр. Одно из первых описаний патологии Альцгеймера (1910).

Население Запада стареет — отчасти из-за резкого роста продолжительности жизни за прошедшее столетие, но в основном из-за низкого уровня рождаемости. В результате более половины населения Западной Европы и Северной Америки перевалило за 50. Этот показатель продолжит расти, когда поколение взрыва рождаемости («бэби-бума») в ближайшие десятилетия достигнет пенсионного возраста, что уже привело к прогнозам мощного увеличения числа людей, у которых есть все шансы на нейродегенеративные заболевания. Болезнью Альцгеймера, наиболее распространенным нейродегенеративным расстройством, сейчас в одной только Америке страдает около 4-5 миллионов человек, а в Великобритании — почти полмиллиона. По прогнозам эти цифры к 2050 году удвоятся, а то и утроятся.

Каннибализм и «хохочущая смерть»

Куру — прионное заболевание, открытое в 1950-х годах у народа южные форе в Папуа — Новой Гвинее, подцепившего эту болезнь в результате практикуемого ритуального каннибализма. После смерти члена племени родственницы усопшего по традиции расчленяли и поедали тело, включая нервную систему. Жертвы заболевания куру особенно ценились как источник пищи, поскольку в теле больного развивалась жировая ткань, похожая на свинину. Слово «куру» означает «дрожь» на языке форе и описывает симптомы: болезнь поражает главным образом мозжечок, из-за чего у больного появляется шаткая походка и треморы. В 1950-х вспышка куру унесла жизни около 1000 людей форе, после чего каннибализм был объявлен австралийским правительством вне закона. Примерно пять лет назад исследователи вернулись в Папуа — Новую Гвинею и обнаружили 11 случаев заболевания. Они предположили, что у куру необычайно долгий инкубационный период, а это вызвало беспокойство о возможной вспышке болезни Крейтцфельдта — Якоба в будущем — после истории с «коровьим бешенством» в Великобритании в конце 1980-х.

Причина или следствие?

При некоторых нейродегенеративных расстройствах комки белка — прямая причина симптомов, но в других все не так очевидно. Принято считать, что отложения бета- и тау-амилоида вызывают болезнь Альцгеймера, и лекарства, тормозящие этот процесс, могут предотвратить или замедлить развитие расстройства. Однако это еще предстоит доказать точно: с той же вероятностью эти комки могут быть следствием болезни, а не причиной.