Новости науки
Scientific.ru
Новости науки
24.10.2010. Защита нейронов при боковом амиотрофическом склерозе.

Установлено, что сохранение функционального состояния митохондрий нервных клеток позволяет предотвратить гибель нейронов при боковом амиотрофическом склерозе.

Нервная система выполняет множество функций, среди которых главными, безусловно, считаются чувствительная и двигательная. Последняя реализуется нервными клетками, называемыми мотонейронами. Они передают импульсы из центральной и вегетативной нервной системы в мышечную ткань, благодаря чему осуществляется перемещение организма и его частей, поддерживается работоспособность некоторых внутренних органов, например, желудочно-кишечного тракта, системы дыхания и т.д.

Ежесекундно нервная ткань подвергается многочисленным неблагоприятным воздействиям, которые способствуют нарушению функции мотонейронов и даже смерти этих клеток. К ним относятся микробные факторы (бактерии, вирусы и их токсины), свободные радикалы, нарушение обмена микро- и макроэлементов (особенно кальция), дефицит некоторых витаминов и т.д. Крайне опасны для нейронов: генетические нарушения, аутоиммунная агрессия, активация клеточных рецепторов смерти, исчезновение трофических факторов, нарушение деятельности мембран и органелл. Всё это может провоцировать появление различных мотонейронных болезней. Они довольно быстро приводят к глубоким структурно-функциональным расстройствам мышечной системы (в частности, к атрофии, дистрофиям, параличам), последствия которых, к сожалению, практически всегда являются фатальными.

Многие звенья механизмов развития болезней мотонейронов до сих пор не изучены. Однако чётко доказано, что при подавляющем большинстве таких заболеваний прослеживается значительное отклонение от нормы активности ряда важных ферментов. Из-за этого метаболические процессы в клетках нервной системы изменяются настолько, что их нормальная деятельность безвозвратно утрачивается.

Одним из крайне опасных заболеваний мотонейронов является боковой амиотрофический склероз (болезнь Шарко, болезнь Лу Герига). Эта патология тщательно изучается уже более 100 лет, однако многие её стороны, по сей день, не установлены. Ежегодно она поражает примерно 2 человека на 100.000 населения. У больных постепенно нарастает общая слабость, нарушение жевания и глотания, расстройства движения языка, снижение массы тела, появляются парезы (сильная слабость отдельных групп мышц), атрофия мышечной ткани, параличи. Эффективной терапии бокового амиотрофического склероза не существует. Через 3-5 лет после начала болезни наступает смерть от паралича дыхательной мускулатуры.

Основная причина заболевания до сих пор не установлена. При некоторых формах бокового амиотрофического склероза выявлена ведущая роль мутации в гене, который отвечает за образование важного антиоксидантного (т.е. разрушающего активные радикалы кислорода) фермента супероксиддисмутазы [1]. Кроме этого известно, что при данной болезни резко повышается активность фермента цистеин-аспартат протеазы (каспазы-3). Он разрушает белковые вещества, вызывая повреждения клеточных компонентов в мотонейронах, стимулируя деградацию этих клеток и апоптоз (клеточную смерть). Особенно интенсивно происходит гибель двигательных нейронов в боковых и передних путях спинного мозга, а вместо разрушенных нервных клеток развиваются плотные (склерозирующие) элементы соединительной ткани (фибриллярный глиоз), из-за чего необратимо нарушается деятельность двигательных отделов нервной системы.

Группой учёных из США под руководством Nichole A. Reyes [2] было проведено сложное экспериментальное исследование механизмов апоптоза в момент появления дегенеративных процессов в нервной системе при боковом амиотрофическом склерозе. Для этого у лабораторных животных моделировали данное заболевание и анализировали особенности деятельности клеточных компонентов в ходе нарастания патологических изменений в мотонейронах.

Учёным удалось установить, что в самом начале формирования бокового амиотрофического склероза возникает специфическое нарушение структуры и функции митохондрий в двигательных нервных клетках, следствием чего становится их энергетический дефицит, обуславливающий возникновение апоптоза. Интересно, что при искусственном удалении генов Bax и Bak из молекул ДНК больных животных митохондрии сохраняют все свои природные свойства, не наблюдается деградации нервных клеток, характерных для болезни симптомов, а длительность жизни животных не отличается от нормы.

Таким образом, доказано, что изыскание новых терапевтических методов лечения бокового амиотрофического склероза должно быть направлено на предотвращение нарушения состояния митохондрий в двигательных клетках нервной системы.

[1] J. Clin. Invest. 119: (11) 3437–3449 (2009)

[2] J. Clin. Invest. 120: (10) 3673–3679 (2010)

С.Холин

Обсудить на форуме


На главную страницу