Изменения мозга, связанные с болезнью Альцгеймера, могут начаться в 40 лет
Ученые, возможно, расширили наше понимание механизмов мозга, лежащих в основе болезни Альцгеймера, после открытия процесса, который предшествует накоплению токсичных белков, что является признаком этого состояния.
В исследовании на мышах ученые из Университета Южной Калифорнии (USC) в Лос-Анджелесе показали, как повреждение клеток, называемых перицитами, может вызвать заболевание белого вещества, которое связано с деменцией.
Кроме того, результаты исследования показывают, что эти изменения мозга могут произойти уже в возрасте 40 лет.
Болезнь белого вещества характеризуется дегенерацией белого вещества. Это ткань головного мозга, содержащая нервные волокна, нитевидные структуры, передающие сигналы от нервных клеток или нейронов в другие части тела.
При заболевании белого вещества эти нервные волокна повреждаются, что вызывает проблемы с памятью, мышлением и равновесием.
По словам старшего автора исследования Берислава Злоковича из Медицинской школы им. Кека при Университете Южной Калифорнии, заболевание белого вещества часто встречается у пожилых людей, и исследования связывают это состояние с заболеванием мелких сосудов головного мозга, которое, по их словам, «способствует почти 50 процентам случаев деменции. во всем мире, включая болезнь Альцгеймера ».
Однако точные механизмы, с помощью которых болезнь белого вещества может привести к деменции, неясны. Но новое исследование Злоковича и его коллег проливает некоторый свет.
Исследователи недавно опубликовали свои выводы в журнале. Природа Медицина.
Перициты и здоровье белого вещества
Исследование было сосредоточено на роли перицитов - клеток, выстилающих стенки капилляров или мельчайших кровеносных сосудов организма.
Сначала команда провела посмертный анализ мозга людей, страдающих болезнью Альцгеймера, и сравнила их с мозгом здоровых взрослых.
Исследователи обнаружили, что мозг людей с болезнью Альцгеймера содержит на 50 процентов меньше перицитов, чем здоровый мозг, а уровень белка фибриноген - циркулирующего в крови белка, который способствует заживлению ран - в регионах белого вещества увеличился в три раза.
Используя МРТ для изучения моделей мышей с дефицитом перицитов, было обнаружено, что эти клетки играют ключевую роль в здоровье белого вещества.
Когда мыши с дефицитом перицита были в возрасте 12–16 недель, что эквивалентно примерно 40 человеческим годам, их уровни фибриногена были примерно в 10 раз выше в мозолистом теле, области мозга, которая играет роль в передаче когнитивных и сенсорных данных. от одного полушария мозга к другому.
Команда сообщает, что в возрасте 36–48 недель - что эквивалентно 70 человеческим годам - мыши с дефицитом перицитов продемонстрировали 50-процентное увеличение утечки кровеносных сосудов.
«Наши наблюдения показывают, что при повреждении перицитов кровоток в головном мозге уменьшается, как постепенно забивается сток», - говорит автор первого исследования Анжелики Мария Николакопулу из Нейрогенетического института Зилха при Медицинской школе Кека.
Раскрытие «истоков слабоумия»
В следующей части исследования команда оценила скорость бега грызунов с помощью колесного теста. Было обнаружено, что в возрасте 12–16 недель мыши с дефицитом перицита бегали на 50 процентов медленнее, чем контрольные мыши.
«Мыши с дефицитом перицитов функционируют медленнее, потому что в их белом веществе происходят структурные изменения и потеря связи между нейронами», - отмечает Злокович.
Подтвердив свою теорию с помощью МРТ, исследователи обнаружили, что к возрасту 12–16 недель у мышей с дефицитом перицитов наблюдались структурные изменения белого вещества.
«Перициты скомпрометированы на раннем этапе», - объясняет автор первого исследования Аксель Монтань, также из Нейрогенетического института Зилха. «Думайте об этом, как о том, что волосы со временем забивают сток. Как только слив забивается, в «трубах» или кровеносных сосудах головного мозга начинают образовываться трещины. Износ белого вещества и нарушение мозговых связей. Это начало слабоумия ".
Монтань добавляет, что это открытие указывает на то, что у людей заболевание белого вещества может начаться уже в возрасте 40 лет.
«Многие ученые, - отмечает Злокович, - сосредоточили свои исследования болезни Альцгеймера на накоплении токсичных амилоидных и тау-белков в головном мозге, но это и другие исследования из моей лаборатории показывают, что проблема начинается раньше - с протекающими кровеносными сосудами в головном мозге. . »
Новый подход к профилактике деменции?
Когда исследователи использовали соединение для снижения уровня фибриногена в крови и мозге грызунов, они обнаружили, что объем белого вещества был восстановлен до 90 процентов, в то время как связность белого вещества была восстановлена до 80 процентов.
«Наше исследование предоставляет доказательство того, что нацеливание на фибриноген и ограничение этих белковых отложений в головном мозге может обратить вспять или замедлить болезнь белого вещества».
Берислав Злокович
Исследователи полагают, что их результаты могут указывать на фибриноген как на цель для предотвращения этого предшественника деменции, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить лучшую стратегию.
«Мы должны найти правильный подход», - говорит Злокович, добавляя: «Возможно, ответом может стать сосредоточение внимания на укреплении целостности гематоэнцефалического барьера, потому что вы не можете удалить фибриноген из крови человека. Этот белок необходим в крови. Просто это токсично для мозга ».
