Биохимия и морфология развития болезни

При исследовании мозга умерших пациентов выявляется атрофия, особенно выраженная в ассоциативных зонах неокортекса, гиппокаипальных и парагиппокаипальных структурах наряду с заметным расширением латеральных желудочков. Наиболее значимым, «маркерным» признаком БА считается наличие многочисленных экстраклеточных амилоидных отложений (сенильные бляшки), располагающихся рядом с дегенерирующими аксонами и дендритами. Более всего сенильных бляшек встречается в коре и лимбических структурах, кроме того, амилоидные отложения наблюдаются в стенках кровеносных сосудов мозга — кортикальных и менингиальных артериях, артериолах, капиллярах и (в меньшей степени) в венах. Амилоидные отложения преимущественно локализуются на аблюминальной мембране этих сосудов. Число поврежденных амилоидными скоплениями сосудов может очень сильно варьировать в разных случаях БА при одинаковой «плотности» сенильных бляшек. Следует отметить, что подобные амилоидные отложения в небольшом количестве и с ограниченным распределением в лимбических структурах встречаются и в мозге пожилых людей, не страдающих БА.

В мозге большинства пациентов, умерших от БА, кроме сенильных бляшек обнаружены интранейрональные цитоплазматические нитчатые структуры — нейрофибриллярные сплетения. Чаще всего они присутствуют в телах тех нейронов, дегенерировавшие аксоны которых находятся в области сенильных бляшек.

Многочисленные нейрофибриллярные сплетения встречаются в нейронах ассоциативной и лимбической областей коры, а также в нейронах субкортикальных ядер. В то же время, подобные сплетения очень редко встречаются в других структурах мозга, которые минимально затронуты при БА, например, в мозжечке [1].

Амилоидные бляшки и нейрофибриллярные клубки — характерные, но не специфические признаки БА. Подобные изменения могут быть обнаружены у здоровых людей в процессе старения и при различных других нейродегенеративных болезнях [7].

Благодаря достижениям молекулярных биологов, генетиков, нейрохимиков за последнее десятилетие получен ряд принципиальных данных о биохимических механизмах, связанных с развитием БА. Проведен детальный анализ компонентов амилоидных отложений (сенильных бляшек), столь характерных для этого заболевания (табл.2).

Таблица 2. Химический состав сенильных бляшек при болезни Альцгеймера [1].

Основным компонентом, входящим в состав сенильных бляшек, является в-амилоидный белок, на его долю приходится до 25% сухого веса бляшек.

Присутствие в сенильных бляшках протеогликанов и аполипопротеинов интересно тем, что in vitro установлена их способность существенно ускорять фибриллогенез синтетического в-амилоида.

Обнаружение в сенильных бляшках ионов алюминия послужило основанием для предположения о токсическом действии этого элемента как причине БА. Однако более тщательные исследования, выполненные в последние годы, показали, что проникновение алюминия в мозг и связывание его с нейронами — явление вторичное, вызванное нарушением защитных функций гематоэнцефалического барьера.

Картину патологических изменений, связанных с резким возрастанием внутриклеточной концентрации ионов кальция при БА, дополняют нарушения, вызванные активацией ионами Са2+ калпаина — протеазы, основным субстратом которой служат нейрофибриллярные белки (тубулин, спектрин и др.) заметное повышение активности калпаина — характерный признак БА; при этом происходит разрушение цитоскелета нейронов и формирование нейрофибриллярных сплетений и тяжей [1].

В настоящее время выявлено несколько возможных биохимических механизмов развития данного заболевания, среди них: способность агрегированного в-А усиливать свободнорадикальные процессы мозге, способность его инициировать процессы апоптоза, повышение эксайтотоксичности возбуждающих аминокислот в-амилоидом, опосредованное накоплением в-А резкое нарушение гомеостаза Са2+ в нейронах и др. (сформулировано автором, цитир. по [1]).

Многие специалисты считают, что в патогенезе БА, как и ряда других нейродегенеративных заболеваний, участвуют в той или иной мере все описанные биохимические механизмы. Относительная роль каждого из них определяется индивидуальными особенностями организма и стадией патологического процесса.

Глубокие дегенеративные повреждения многих структур мозга при БА сопровождаются нарушением функционирования почти всех нейромедиаторных систем. При сенильной деменции гораздо сильнее (по сравнению с др. нейродегенеративными заболеваниями) выражено поражение холинергической системы. Установлено, что в мозге больных БА существенно замедлен выброс АХ из везикул в синаптическую щель, а также процесс обратного захвата холина [1].

Последовательность молекулярных событий, приводящих к развитию болезни Альцгеймера:

Миссенс-мутации в генах АРР, PS1, PS2.

v.

Измененный протеолиз АРР.

v.

Увеличенное образование в-А 42иили общего в-А.

v.

Прогрессирующее накопление нерастворимых агрегатов в-А 42 в межклеточном пространстве мозга.

v.

Отложение агрегированного в-А 42 в виде диффузных бляшек.

• (в соединении с протеогликанами и др. амилоид-активизирующими субстратами)
• v

Агрегация в-А 42 в диффузные бляшки в-А 42.

Накопление определенных белков, ассоциированных с бляшками.

v.

" Воспалительный ответ" :

активация микроглии и высвобождение цитокинов астроцитоз и выброс белков.

v.

Прогрессирующее разрушение нейритов внутри амилоидных бляшек и в нейропиле.

v.

Нарушение метаболического и ионного гомеостаза в нейронах; окислительные повреждения.

v.

Измененная киназнаяфосфотазная активность >гиперфосфорилирование ф >образование PHF.

v.

Распространяющаяся нерональная нейритная дисфункция и гибель клеток гиппокампа и коры мозга с прогрессирующим дефицитом нейротрансмиттеров.

v.

деменция Определенные успехи сделаны при поисках веществ, замедляющих агрегацию секретированного в-А в фибриллярную цитотоксическую форму. Поиски подобных веществ весьма перспективны, т. к их взаимодействие с в-А-ансамблями в экстраклеточном пространстве мозга поможет избежать вмешательства в метаболизм и функции растворимого фрагмента АРР [1].