Инфекционный след: что вызывает болезнь Альцгеймера и зачем нужен когнитивный резерв

Фото Getty Images

Болезнь Альцгеймера становится неизлечимой пандемией развитых стран, остановить или замедлить распространение которой пока не представляется возможным. О вероятных причинах и механизмах развития этого заболевания, загадочном амилоиде и громкой афере по фальсификации научных данных, а также почему необходимо регулярно чистить зубы и слушать музыку, рассказывает кандидат медицинских наук врач, автор научного Дзен-канала Intellectus Константин Крамаренко

Благодаря развитию медицины и гигиены люди стали жить дольше. Человечество научилось лечить острые недуги — инфекции и травмы, а на первое место в статистике заболеваемости и смертности вышли болезни сердечно-сосудистой системы. Но есть еще одна патология, которая в последние десятилетия подняла голову и стала бичом социально-развитых стран, приводя к потере трудоспособности, инвалидности и смерти — это деменция.

Деменция (в переводе с латинского означает безумие) характеризуется выраженным и стойким снижением способности к познанию и утратой ранее имевшихся когнитивных навыков. Самой распространенной причиной слабоумия является болезнь Альцгеймера (БА) — 60–80% от всех деменций. И на сегодняшний день в мире насчитывается более 50 млн пациентов с этой патологией.

Telegram-канал Forbes Life

Официальный телеграм-аккаунт Forbes Life Russia

Многоликая болезнь Альцгеймера 

Как правило, болезнь обнаруживается у людей старше 65 лет, и с прожитыми годами ее частота увеличивается. Если в возрасте 65–69 лет ею страдают 3% людей, то в период между 75–79 годами заболеваемость достигает 9%, к 85–89 лет — 40%, а старше 90 лет болезнью страдает уже 69% людей. Существует и вариант раннего начала заболевания, в возрасте до 60 лет, это встречается в 5–10% случаев. Болезнь Альцгеймера является шестой по распространенности причиной смерти в США, и из 10 основных причин смерти это единственное заболевание, для которого не существует эффективного лечения. В среднем продолжительность жизни пациентов составляет 8–10 лет от момента появления первых клинических проявлений. Они умирают из-за осложнений этого заболевания: асфиксии, пневмонии, тромбозов и сепсиса.

При болезни Альцгеймера нарушается запоминание текущих событий, ориентация во времени и пространстве, угнетается интеллектуальная деятельность и речевая функция. Из памяти постепенно начинают выпадать прошлые события и навыки по закону Рибо — от настоящего к все более далекому прошлому. Наряду с разрушением высших корковых функций (восприятия информации, планирования, речи, чтения, письма, счета) с годами прогрессирования заболевания это приводит к тотальной деменции.

Болезнь Альцгеймера не только потеря памяти и навыков коммуникации. Такие пациенты характеризуются изменением личности — повышением возбудимости, конфликтностью, обидчивостью. Они порой страдают эгоцентризмом, могут быть склонны к депрессиям, ипохондрии, а также бредовым идеям преследования, воровства, ревности. Болезнь, подобно инфекции распространяясь по нервной ткани, поражает головной мозг человека. Сначала она затрагивает гиппокамп — место, где хранятся воспоминания, и кору больших полушарий. Поэтому проявляется забвением и нарушением когнитивных навыков. Однако иногда этот алгоритм изменяется, и возникают атипичные формы. Они встречаются относительно редко у людей старше 65 лет — примерно в 5% случаев, но при раннем развитии заболевания их доля увеличивается до 33%.

При доминирующем повреждении задне-верхних зон мозга, которые отвечают за обработку визуальной информации, первыми проявлениями становятся нарушения идентификации объектов и чтения, возникают трудности, например, при одевании или спуске по лестнице. Эта патология носит название синдрома Бенсона. Если в патологический процесс вовлекаются обеспечивающие речевую функцию структуры левого полушария, развивается логопедическая форма болезни Альцгеймера. Пациенты с таким течением заболевания говорят медленно, делая продолжительные паузы. А при ведущем поражении передних областей мозга проявляется лобный вариант недуга — на первый план выходят проблемы с планированием и принятием решений, а также появляется асоциальное поведение.

Загадка происхождения

Такая вариативность течения болезни должна быть обусловлена особенным механизмом ее развития. Однако, как ни странно, он до сих пор неизвестен. До недавнего времени считалось, что в основе  лежит накопление бета-амилоида, фрагмента мембранного белка, который отщепляется с поверхности нейронов. Его молекулы по каким-то причинам начинают принимать неправильную форму, сливаясь друг с другом и образуя нерастворимые агрегаты. Запускается цепная реакция, в результате которой образуется амилоидная бляшка — она и является специфическим признаком болезни Альцгеймера.

Помимо того что амилоид обладает токсическим эффектом для нервной ткани, угнетая метаболизм нейронов, бляшки разрушают имеющиеся связи между нервными клетками и не позволяют образоваться новым. Все это приводит к нарушению работы мозга и отражается на когнитивных функциях. Однако даже изначально в рамках данной теории не было понимания, что первично:  являются ли амилоидные бляшки причиной или следствием патологических изменений в нейронах, которые служат причиной развития деменции? Тем более что, по данным позитронно-эмиссионной томографии, мозг с высоким риском развития болезни отличается от здорового мозга еще за десятилетия до того, как начинает накапливаться β-амилоид или разрушаться нейроны. А так как разработка лекарств от болезни Альцгеймера, нацеленных именно на борьбу с амилоидом, имела крайне высокий уровень неудач — 99,6% за период с 2002 по 2012 год, у ученых возникли обоснованные сомнения в правильности понимания механизма развития этого заболевания.

Они еще более усилились после разоблачения научного обмана, связанного с определением бета-амилоида. Нейробиолог Сильвен Лесне систематически фальсифицировал данные о его роли в развитии болезни Альцгеймера. Лесне со своими коллегами утверждал, что обнаружили частицы амилоиды, которые при введении подопытным животным вызывали изменения, характерные для болезни Альцгеймера человека. Работы Лесне цитировались тысячи раз, пока обман не вскрылся, когда два независимых анализа изображений показали, что исследователь в своих статьях просто «подрисовывал» нужные ему полоски бета-амилоида.

Разоблачение столь масштабной фальсификации даже привело к появлению в научной среде термина «амилоидная мафия». Годы исследований и десятки миллиардов долларов были не просто потрачены впустую, пациенты умерли, не дождавшись спасительного лекарства. Мэтью Шрэг, нейробиолог Вандербильтского университета, один из ученых, разоблачивших «амилоидную аферу» XXI века, сказал: «Вы можете обманом опубликовать статью. Вы можете обманом получить степень. Вы можете обманом выиграть грант. Но вы не сможете обманом вылечить болезнь. Биологии все равно».

Поскольку амилоидные бляшки присутствуют и в мозге здоровых пожилых людей, выраженность деменции стали связывать с утратой синапсов и появлением особых нейрофибриллярных клубков из гиперфосфорилированного тау-белка, которые вызывают нарушение внутриклеточного транспорта нейронов и их гибель. Впоследствии оказалось,  что не амилоид, а именно тау-белок связан с тяжестью течения и определяет когнитивный статус при болезни Альцгеймера.

В поисках причины заболевания 

Сегодня удалось установить, что амилоид во многом напоминает антимикробные пептиды, относящиеся к системе врожденного иммунитета, и при введении в организм уничтожает чужеродные микроорганизмы. Взгляды на роль амилоида стали кардинально меняться — метаболизм этого белка может быть, наоборот, необходим для усиления антимикробной активности, а он сам — являться частью собственной иммунной системы мозга человека.  Рудольф Танци, профессор неврологии в Гарвардской медицинской школе, многие годы изучающий механизмы развития болезни Альцгеймера, считает амилоид защитником нервной ткани от любых вторгшихся патогенов.

Кстати, именно активацией врожденного иммунитета удалось объяснить загадочный феномен, наблюдаемый при введении БЦЖ — живой противотуберкулезной вакцины. У людей, прошедших вакцинацию, наблюдалось снижение заболеваемости и смертности не только от туберкулеза, но и ряда других неинфекционных, что самое интересное, заболеваний — сахарного диабета, аллергии, рака, рассеянного склероза. Эта вакцина стимулирует неспецифический врожденный иммунитет — часть иммунной системы, ведущей войну против всех внешних агентов. В исследовании, где пациентам с раком мочевого пузыря в него вводили БЦЖ (при этом заболевании в США разрешен такой метод лечения), риск развития болезни Альцгеймера  оказался в четыре раза ниже, чем в группе не получившей вакцины.

Если амилоид выступает в роли защитника мозга, тогда почему он перестает работать, начинает накапливаться в нервной ткани и запускает патологический процесс? На протяжении большей части жизни наш организм легко избавляется от скоплений амилоида с помощью микроглии (иммунных клеток, которые эффективно очищают мозг от продуктов его жизнедеятельности). Однако по какой-то причине эта клининговая система дает сбой — амилоид начинает накапливаться в нервной ткани и действовать как токсин. Что-то перегружает защитные механизмы, при этом, возможно, и являясь причиной развития деменции.

Возможна инфекция

Таким невидимым, но смертоносным агентом может быть патогенный микроорганизм. Вообще, инфекционная гипотеза болезни Альцгеймера была предложена еще в начале XX века самим первооткрывателем этого заболевания Алоисом Альцгеймером. Спустя почти столетие ученые обнаружили у пожилых пациентов, инфицированных вирусом простого герпеса-1, в головном мозге скопления β-амилоида и фосфорилированного тау-белка, но после антигерпесвирусного лечения риск развития болезни Альцгеймера снижался. Также оказалось, что после вакцинации от опоясывающего лишая (вызывается вирусом ветряной оспы) люди реже страдают деменцией, а инфицирование Chlamydia pneumoniae связано с пятикратным увеличением случаев  заболевания, при этом у многих пациентов отмечается повышение антител к хламидиям.

На сегодняшний день роль триггера в развитии болезни Альцгеймера отводится Porphyromonas gingivalis (Порфиромонас гингивалис) — возбудителю хронического пародонтита. Заражение происходит от человека к человеку, и, попав в ротовую полость, микроб сначала пытается закрепиться на поверхности эпителия. Для этого он, используя пили (ворсинки на своей поверхности), соединяется с другими обитателями полости рта, заодно и питаясь за их счет. Затем проникает в клетки десен и берет под контроль их жизненный цикл, для того чтобы защититься от иммунной системы. Порфиромонада может либо блокировать апоптоз (программу экстренного самоуничтожения клетки. — Forbes Life), либо, наоборот, его ускорять, если эта клетка является частью системы иммунитета. Окончательно закрепившись и освоившись в организме-хозяине, возбудитель пародонтита запускает патологический процесс гиперфосфорилирования тау-белка. Конечно, роль порфиромонады в возникновении болезни Альцгеймера еще окончательно не доказана, но уже подозрений достаточно, чтобы у людей появилась дополнительная мотивация соблюдать утренний и вечерний ритуал чистки зубов.

Инфекционная гипотеза происхождения болезни Альцгеймера сегодня хоть и рассматривается как весьма вероятная, но имеет ряд слабых мест. В частности, почему сразу несколько инфекционных агентов могут быть связаны с ее развитием. С другой стороны, заражение, к примеру, порфиромонадой не обязательно вызывает деменцию. Возможно, все несколько сложнее, и на самом деле истинной причиной нейродегенерации может быть суперпаразит, живущий в бактерии, по принципу русской матрешки и мотивов сказок про иглу в яйце, а яйца в утке. И подобные организмы совсем недавно были найдены.

В 2024 году группа ученых официально объявила об открытии новой формы жизни. Были обнаружены похожие на палочки РНК-структуры, имеющие всего 1000 нуклеотидов. Из-за своего внешнего вида их назвали обелиски. Эти простые и крайне загадочные организмы существуют буквально повсюду — 30 000 видов обелисков обнаружены в совершенно разных популяциях людей на всех континентах Земли и определяются в 7% образцов кишечной флоры и в 50% ротовой полости. А клеткой-хозяином, носителем этих РНК-структур, оказалась бактерия Streptococcus sanguinis — обычный обитатель зубных отложений ротовой полости человека. Биологическая роль обелисков, как и заболеваний, которые они могут вызывать, пока не определена, но вполне вероятно, что какой-то из их видов или им подобный клеточный суперпаразит, как раз и могут выступать триггером болезни Альцгеймера.

Пока что ни причины возникновения болезни, ни ее механизмы точно не установлены, лечение осуществляется препаратами заместительной терапии для восполнения дефицита нейротрансмиттеров мозга, и прежде всего холинергической системы. К ним относятся ингибиторы ацетилхолинэстеразы, и хотя они неспособны ни вылечить болезнь Альцгеймера, ни значительно замедлить ее развитие, эта группа лекарственных препаратов является одной из самых продаваемых в мире.

Для сохранения когнитивных функций пациентам рекомендуется чтение, решение различных головоломок и логические игры. Хотя высокий уровень образования не защищает от болезни Альцгеймера, сегодня установлено, что умственная активность на протяжении жизни создает определенный «когнитивный резерв», который укрепляет связи между нейронами и позволяет лучше компенсировать патологические изменения в мозге.

В последние годы появился целый ряд доказательств эффективности музыкальной терапии, которая положительно влияет на когнитивные функции пациентов с деменцией. Музыка способна активировать кровоснабжение мозга, снизить стресс и стимулировать нейропластичность мозга. Она также может уменьшать депрессию и тревогу и даже улучшать память у пациентов с болезнью Альцгеймера. Прослушивание музыкальных композиций всего лишь по 20 минут 3–4 раза в неделю на протяжении полутора месяцев обеспечивало расслабление у 28% пожилых людей, улучшение настроения у 26%, а в 13% случаев — более тесную социальную коммуникацию.

Данные о правообладателе фото и видеоматериалов взяты с сайта «Forbes», подробнее в Правилах сервиса
Анализ
×
Альцгеймер Алоис
Крамаренко Константин
Университет Вандербильта
Сфера деятельности:Образование и наука
4
Компании