Расстроенная психика. Что рассказывает о нас необычный мозг

Первые бляшки формируются в определенных, ограниченных областях мозга. Одна из них – префронтальная кора. Как мы узнали, эта область мозга связана со вниманием, самоконтролем и решением проблем. Первые клубки появляются в гиппокампе. Амилоидные бляшки и нейрофибриллярные клубки в этих областях объясняют когнитивный дефицит и ухудшение памяти у людей, страдающих болезнью Альцгеймера. На первых порах мозг настолько хорошо компенсирует недочеты в работе, что даже члены семьи не замечают разницы между здоровыми людьми и людьми с начальными повреждениями мозга. Со временем, однако, по мере поражения все новых связей и гибели нейронов, такие области, как гиппокамп, теряют целостность, а мозг в результате начинает терять важнейшие функции, включая хранение информации. Вот тогда симптомы, связанные с утратой памяти, становятся заметными.

Роль белков в болезни Альцгеймера

Что же приводит к формированию бляшек и клубков? Ученые установили, что в образовании амилоидных бляшек повинен бета-амилоидный пептид. Этот пептид входит в состав более крупного белка, называемого предшественником бета-амилоида (APP), который, как считается, заякорен в клеточной мембране дендритов – коротких ветвистых отростков нейронов (рис. 5.7). Два разных фермента разрезают белок-предшественник в двух разных местах, высвобождая тем самым амилоидный пептид. Покинув клеточную мембрану, пептид обосновывается в пространстве возле нейрона.

Как выяснилось, синтез и высвобождение бета-амилоидного пептида – совершенно нормальные события для мозга каждого человека. Однако у людей, страдающих болезнью Альцгеймера, может ускоряться производство белка или замедляться очистка от него околоклеточного пространства. И то, и другое может приводить к аномальному накоплению этих пептидов, которые вдобавок довольно “липкие”. Они слипаются друг с другом, в конце концов формируя характерные для болезни Альцгеймера амилоидные бляшки.

Другой белок, вовлеченный в развитие болезни Альцгеймера, называется тау и содержится внутри нейрона. Для нормальной работы этот белок должен приобретать трехмерную форму. Он принимает такую форму в результате фолдинга – процесса, при котором аминокислотная последовательность, составляющая белок, сворачивается в специфическую конфигурацию. Это можно представить как невероятно сложное оригами. Если какой-то молекулярный дефект приводит к неправильному сворачиванию тау-белка, формируются токсичные сгустки (рис. 5.8), собирающиеся в нейрофибриллярные клубки.

Рис. 5.7. Схема образования амилоидной бляшки. Предшественник бета-амилоида (APP), находящийся в клеточной мембране, содержит бета-амилоидный (Aβ) пептид (вверху). Два фермента разрезают предшественник бета-амилоида: сначала происходит бета-разрез, затем гамма-разрез (посередине). Эти разрезы высвобождают бета-амилоид в пространство возле клетки, где он может образовывать амилоидные бляшки (внизу).

Рис. 5.8. Схема образования нейрофибриллярного клубка. Молекулярный дефект приводит к неправильному фолдингу тау-белка. Когда такое происходит, белок скапливается внутри клетки, формируя нейрофибриллярные клубки.

В сочетании два типа агрегатов – бляшки снаружи нервной клетки и клубки внутри – приводят к гибели нейронов и прогрессированию болезни Альцгеймера.

Генетические исследования болезни Альцгеймера

Хотя болезнь Альцгеймера обычно поражает людей старше 70 или 80, у которых не было родственников с тем же диагнозом, редкие формы болезни с ранним началом передаются по наследству. Джону Харди из Лондонского университетского колледжа представилась необычная возможность изучить генетическую основу болезни Альцгеймера, когда с ним связалась Кэрол Дженнингс.

В начале 1980-х у 58-летнего отца Кэрол обнаружили болезнь Альцгеймера. Вскоре болезнь развилась у его сестры и брата, которым тоже еще не было 60. Оказалось, что той же болезнью страдали прадед Кэрол, дед и двоюродный дед. В основной ветви семьи болезнь Альцгеймера развилась у 5 из 10 детей, причем в одно и то же время. Средний возраст начала болезни составлял около 55 лет (вообще, самое раннее начало наследственной формы болезни Альцгеймера зафиксировали у человека, которому не было и 30).