Учение Альцгеймера процветает на молекулярном уровне

Представление о «топологии» отделов коры, отвечающих за разные функции: destructive – разрушение над ухом; излишнее питание – впереди уха; memory (память) – во лбу, хотя на самом деле она гнездится в височной доле. Иллюстрации Physorg

У Алоиза Альцгеймера, ученика и сотрудника выдающегося немецкого патолога Рудольфа Вирхова, была пациентка – 50-летняя Августа, не помнившая и не признававшая своих родных. После ее смерти вскрытие мозга больной показало, что мозговая ткань полна отложений в виде буроватых бляшек слоистого строения. Вирхов дал им название «амилоид», то есть «похожий на крахмал», поскольку они напоминали ему крахмальные зерна.

Почти 110 лет назад, в 1906 году, Альцгеймер выступил перед коллегами с докладом о новой болезни, которую он назвал предстарческим маразмом, или деменцией. Признание пришло не сразу, так как невропатологи и нейроанатомы справедливо указывали на то, что бляшки встречаются и в мозге людей, ушедших из жизни в здравом уме и трезвой памяти. И лишь с развитием молекулярной биологии выяснилось, что амилоид имеет белковую природу. Он представляет собой полимеризованный пептид («осколок» протеина) из четырех десятков аминокислот, который по какой-то причине оказывается нерастворимым и нейротоксическим. То есть буквально «отравляет жизнь» отросткам нервных клеток, которые отмирают и распадаются, не восстанавливаясь.

Уже накануне 110-летия с момента выступления Альцгеймера появились указания на то, что дело действительно не в самом амилоиде, а в нарушении функции клеток глии-«клея», то есть белого вещества мозга. «Больные» клетки мозга – астроциты и микроглия – не могут переваривать бляшки и выводить из мозга продукты расщепления амилоидного пептида.

Несколько лет назад был открыт ген MIM. Его выключение приводило к нарушению целостности эпителия. Выяснилось также, что мутации MIM приводят к метастазам опухолей, поэтому одна из расшифровок названия звучит как «отсутствующий-missing в метастазах (in metastasis)».

Молекулярные онкологи выяснили, что MIM нарушен и в мозговых опухолях. После этого нейробиологи обратили внимание на то, что работа МIМ крайне важна для образования синаптических шипиков на дендритах нейронов (последние представляют собой клетки серого вещества, а синапсы – точки их контактов, дендриты же – «древовидные» отростки, откуда и название).

«Отпочковывание» зеленого шипика на дендрите. MIM – подмембранный белок, взаимодействующий с актином (actin).

Сотрудники Хельсинкского университета и Технического училища Цюриха вместе с французскими и немецкими коллегами засняли цветное кино, показывающее изгиб оболочки дендрита, приводящего к «проклевыванию» синапса-шипика. При этом ведущая роль в изгибе мембраны принадлежит именно белку MIM. Интерес к работе связан с тем, что уменьшение количества синапсов и связанное с этим укорочение отростков отмечаются при аутизме у детей и шизофрении и, конечно же, при болезни Альцгеймера. Последняя характеризуется, как известно, нарушениями памяти, которая хранится в синапсах.

Количественную оценку этому дали специалисты Гарварда, которые сравнили мозг 23 человек, страдавших шизофренией и биполярным расстройством, с мозгом 19 людей без этих патологий. Уменьшение плотности шипиков в первой группе составило 6–10%, при этом число синапсов на одном дендрите составило 73 против 93. Вполне возможно, что снижение числа шипиков связано с укорочением дендритов, отмечают авторы этого исследования в журнале American Medical Association Psychiatry.

При Алоизе Альцгеймере в медицинскую практику входил рентген. Позже на этой основе был разработан метод рентгеновского томографического исследования. Он позволил увидеть живой мозг. А затем появился и магнито-резонансный томограф (МРТ) и его функциональный вариант. В Университете Дьюка в городе Дареме (США) предложили глубокую стимуляцию мозга, что повысило разрешение МРТ и дало возможность «залезть» в ствол мозга. Новый метод позволил увидеть Х-образный перекрест путей, ведущих из зрительного бугра (таламуса) к красному ядру ствола и затем в зубчатое ядро мозжечка. Отчет об этой работе опубликован в журнале Human Brein Mapping.

На статью ученых обратили внимание нейрохирурги и специалисты, ищущие пути к излечению болезни Паркинсона, развивающейся при нарушении указанных структур в глубине мозга. Им также помогает позитрон-эмиссионный томограф (РЕТ), позволивший увидеть локализацию белкового транспортера ацетилхолина, возбуждающего нейроны.