Ученые выяснили, где зарождается болезнь Альцгеймера

Американские исследователи выяснили, в какой части мозга начинают накапливаться отложения токсичного белка бета-амилоида, которые считаются наиболее вероятной причиной возникновения болезни Альцгеймера, и как они распространяются. Это открытие может помочь в разработке новых методов ранней диагностики и терапии самой распространенной формы деменции, лечения от которой сегодня не существует.

По последним данным, с болезнью Альцгеймера в мире живут свыше 46 миллионов человек. Она проявляется заметным снижением когнитивных функций: сначала происходит ухудшение памяти, затем – речи и мыслительной деятельности, постепенно человек лишается способности выполнять привычные повседневные действия и теряет навыки самообслуживания, что в итоге приводит к полной деградации личности.

Установлено, что деменция развивается в результате отмирания нейронов в определенных частях мозга. Их гибель происходит из-за чрезмерного отложения особых белков – бета-амилоидов. Сами по себе эти протеины не опасны, они присутствуют и в здоровой нервной ткани, регулируя нервную проводимость и холестериновый обмен. Но из-за патологических химических процессов, изменяющих их свойства, могут образовываться токсичные формы бета-амилоидов. Именно они провоцируют серьезные системные нарушения и являются спусковым крючком необратимых изменений в головном мозге.

Биологам давно известны молекулярные механизмы возникновения и размножения этих амилоидных клубков. Но до недавнего времени они не знали, в каких именно участках мозга и когда они образуются в первую очередь. Существующие методики не позволяли в режиме реального времени наблюдать за тем, что происходит внутри живого мозга человека или животного. В ходе экспериментов специалистам доводилось усыплять грызунов на разных этапах развития деменции, делать тонкие срезы мозга и исследовать их по отдельности, стараясь затем составить полную картину происходящего.

Ученые Массачусетского технологического института недавно создали технологию, которая позволяет визуализировать амилоидные клубки в живом мозге и отслеживать их распространение по разным отделам мозга, не нарушая при этом его структуру. С ее помощью в ходе лабораторного эксперимента на мышах они выяснили, что отложения токсичных белков начинают накапливаться в сосцевидных телах – двух маленьких округлых образованиях, лежащих в основании гипоталамуса, которые являются частью промежуточного мозга. Они считаются подкорковым центром обоняния, принимают участие в формировании памяти и контроле эмоционального поведения.

Оттуда, как установили исследователи, токсичные белковые отложения распространяются в соседние участки мозга, перемещаясь параллельно магистральным цепочкам нейронов, которые соединяют промежуточный мозг и гиппокамп, участвующий в механизмах формирования эмоций и консолидации памяти.

По словам ученых, при уже развившемся нейродегенеративном процессе амилоидные клубки повышают возбудимость нейронов мозга, что в конечном итоге способствует более активному синтезу патогенного белка. И текущее исследование наглядно это доказало: у грызунов, у которых методами генной инженерии была вызвана предрасположенность к болезни Альцгеймера, возбудимость нервных клеток оказалась выше, чем у их здоровых собратьев. Когда ученые блокировали чрезмерную активность нейронов, выработка бета-амилоида снизилась, это замедлило развитие деменции.

Результаты, полученные в ходе опытов на мышах, ученые затем смогли подтвердить на образцах человеческого мозга. Исследовав ткани мозга умерших людей с болезнью Альцгеймера, они обнаружили, что самой высокой плотность белковых отложений была именно в сосцевидных телах. Причем, чем дальше зашел нейродегенеративный процесс к моменту смерти, чем выше была концентрация амилоидных клубков в этом участке мозга.

«Это свидетельствует о том, что изменения в мозге человека с деменцией идентичны тем, что мы имели возможность наблюдать у грызунов, – говорит один из исследователей Питер Браун. – То есть, подтвердилась наша гипотеза о том, что амилоидные бляшки начинают накапливаться в более глубоких подкорковых структурах мозга, а потом с течением времени распространяются на другие его отделы».

Понимание того, где именно начинает зарождаться патологический процесс и как он распространяется, позволит ученым разработать новые способы ранней диагностики болезни Альцгеймера и ее эффективного лечения.