При болезни Паркинсона происходит постепенная дегенерация групп допаминергических нервных клеток, производящих допамин. Эта группа нейронов – черная субстанция (substantia nigra) – получившая свое название из-за обилия темного пигмента, входит в состав базальных ганглий. Своей темной окраской substantia nigra обязана меланину, побочному продукту синтеза допамина. На срезе мозга здорового человека эта темная материя различима невооруженным глазом. У больных БП она намного светлее и по внешнему виду напоминает шрам. Этот светлый «шрам» образуют вспомогательные опорные клетки, окружающие нейроны, которые называются глиальными (греч. «glia» – клей). Глиальные клетки заполняют пустоты, образующиеся за счет отмирания нейронов.
К моменту рождения человек наделен примерно 450 тысячами допаминергических клеток. У здоровых людей их количество уменьшается с течением жизни и составляет к преклонному возрасту 150–300 тысяч. У больных БП первые симптомы болезни начинают проявляться лишь тогда, когда в базальных ганглиях остается всего 20–30 % функционирующих допаминергических нервных клеток.
Другие дегенеративные явления, связанные с недостатком допамина
В более редких случаях распад клеток наблюдается и в других регионах мозга. Например, нередко встречающееся у больных БП нарушение обоняния, которое появляется на ранних стадиях заболевания, может служить тревожным сигналом гибели клеток, производящих допамин, расположенных в мозге в центре обоняния.
Дегенерированные допаминергические нейроны можно обнаружить и в других органах, например, в нейроактивной субстанции сетчатки глаза или в кишечнике, причем изменения в кишечнике отмечаются на особенно ранних стадиях развития БП. Эти последние данные предполагают существование периферической допаминергической системы.
Наряду с установлением факта гибели нервных клеток существует еще одно характерное для постановки диагноза БП обследование на наличие телец Леви (патологических агрегатов белка а-синуклеина). Являются ли тельца Леви основными «виновниками» преждевременной гибели нейронов – пока неясно. Их присутствие характерно, однако, не только для БП: они встречаются и при других нейро-дегенеративных заболеваниях. Кроме того, их находят у 10 % здоровых пожилых людей.
Динамическое равновесие сигнальных посланников
Внутри базальных ганглий сигнальные вещества допамин, ацетилохолин и глутамат регулируют импульсы, обеспечивающие выполнение двигательных и вегетативных функций. При этом необходимым условием такого обеспечения является их сбалансированная концентрация и координация. Следствием недостатка допамина при БП является преобладание содержания ацетилхолина и глутамата. Избыток ацетилхолина, по всей вероятности, ведет к появлению таких симптомов как тремор и ригидность. Гипо– и акинезия являются следствием недостаточной активизации большой коры мозга за счет нехватки допамина (рис. 4). В нейродегенеративный процесс оказываются вовлеченными и сигнальные вещества серотонин и норадреналин, играющие важную роль в возникновении депрессий, часто сопровождающих БП.
Рис. 4
Несмотря на то, что структура мозга и биохимические процессы, протекающие в нем при болезни Паркинсона достаточно хорошо известны, до сегоднящнего дня не ясно, почему вообще возникает этот неудержимый, прогрессирующий процесс гибели нервных клеток. Оставляя в стороне некоторые исключения, причины возникновени БП в большинстве случаев остаются для нас недоступными.
8. Современные представления о работе мозга. Наши заботы и надежды
Проект создания «Вселенной мозга» и эффект «старой промокашки»
Исследования в области нейробиологии проводятся во многих странах сотнями институтов и частных компаний. За последние годы накоплено множество информации о строении головного мозга и отдельных нейронов, о взаимодействиях нейронных соединений и отдельных белков в синапсах, о нарушениях в работе нервной системы, приводящих к различным заболеваниям. При этом стало ясно, что в ближайшие годы поток данных будет продолжать стремительно увеличиваться, а значит жизненно необходимыми становятся методы их каталогизации и систематизации. В таком огромном хозяйстве, как наш мозг, необходимы не только учет и контроль всей его жизнедеятельности, но и понимание логистики взаимодействий его отдельных регионов и их функций.