Исследование по картированию мозга, проведенное американскими учеными, выявило, какие типы клеток могут пострадать в первую очередь, пишет журнал Nature Neuroscience. Во время первой фазы развития болезни когнитивные нарушения еще незаметны, накопление аномальных белков происходит медленно и «бесшумно», но уже развивается воспаление и начинают гибнуть олигодендроциты и тормозящие нейроны. Вторая фаза охватывает еще больше типов клеток, развивается быстрее и сопровождается когнитивными симптомами.
Ученые проанализировали образцы тканей мозга 84 доноров с болезнью Альцгеймера (33 мужчины и 51 женщина со средним возрастом на момент смерти 88 лет). Особое внимание было уделено средней височной извилине, связанной с обработкой лексической информации и семантической памятью (этот участок считается переходным при патогенезе болезни Альцгеймера (БА), как бы отделяя среднюю височную долю, поражаемую на доклинической стадии БА, и неокортекс, в котором патологические процессы начинаются позже и коррелируют с деменцией). Эту же часть мозга исследователи тщательно картировали для участников группы контроля. Сравнив их данные с данными людей, страдающих болезнью Альцгеймера и умерших от нее, ученые составили генетическую и клеточную хронологию событий, происходящих во время болезни (на основе данных 707 человек).
Результаты также свидетельствуют о том, что самые ранние изменения происходят постепенно и незаметно. Эти изменения включают медленное накопление бета-амилоида и гиперфосфорилированного тау-белка, активацию иммунной системы мозга, повреждение миелиновой оболочки, которая помогает нейронам посылать сигналы, и гибель клеток, называемых тормозящими интернейронами, экспрессирующими соматостатин (SST). Последнее стало неожиданностью для исследователей. Традиционно ученые считали, что болезнь Альцгеймера повреждает в первую очередь возбуждающие нейроны, которые посылают активизирующие сигналы другим клеткам (тормозящие нейроны, напротив, посылают успокаивающие сигналы). Авторы работы выдвинули гипотезу о том, как потеря тормозящих нейронов SST может вызвать изменения в нейронных сетях мозга, которые собственно и лежат в основе болезни. Это событие, приводящее к нарушению баланса между тормозящими и возбуждающими сигналами в мозге, может быть спусковым крючком патологии.
Недавно в другом исследовании по картированию мозга, проведенном учеными Массачусетского технологического института, было обнаружено, что ген под названием REELIN может быть связан с уязвимостью некоторых нейронов к БА. Также было показало, что астроциты могут обеспечивать устойчивость и даже противостоять вреду, который наносит БА.
Во время поздней фазы БА бета-амилоид и фосфорилированный тау накапливаются быстро, воспаление постоянно растет из-за активности микроглии и астроцитов. Вместе с тем прекращается дифференцировка клеток-предшественников олигодендроцитов и экспрессия самими олигодендроцитами белков, необходимых для выработки миелина. На этой стадии наблюдается обширная нейродегенерация, затрагивающая как возбуждающие, так и тормозящие нейроны. Гибнущие нейроны в основном сосредоточены ближе к коре мозга.
Новые знания, полученные в ходе этого исследования, могут помочь ученым в разработке методов диагностики и лечения, направленных на конкретные стадии болезни Альцгеймера и других деменций.