Zidentyfikowano prawdopodobną przyczynę choroby Alzheimera

Choroba Alzheimera jest najczęstszą przyczyną demencji wśród osób starszych na całym świecie. Do tej pory poznano najprawdopodobniejsze czynniki sprzyjające rozwojowi tej choroby. Nie było jednak wiadome, skąd się biorą białka mające największy wpływ na zmiany neurodegeneracyjne w chorobie Alzheimera. W Australii jest to druga co do częstotliwości występowania przyczyna śmierci. Naukowcy w tym kraju poświęcają jej zatem szczególną uwagę. I dzięki ich najnowszemu odkryciu, prawdopodobnie świat medycyny uzyska lepsze możliwości prewencji oraz leczenia choroby Alzheimera.

Choroba Alzheimera

Na chwilę obecną świat nauki jest zgodny co do dwóch najbardziej prawdopodobnych źródeł tej choroby. Pierwszym z nich jest akumulacja szkodliwego białka o nieprawidłowej budowie, tak zwanego beta-amyloidu, gromadzącego się w strukturach mózgu. Przyczyny powstawania złogów amyloidowych nie są do końca poznane. Rozrastające się blaszki powodują jednak ucisk na neurony, co prowadzi do wystąpienia objawów choroby, a ostatecznie do śmierci pacjenta [1].

Drugą poznaną przyczyną jest tworzenie się w strukturach mózgu splątków neurofibrylarnych, zbudowanych z białka tau, również o nieprawidłowej budowie. W patologicznych warunkach, białko to ulega nadmiernej fosforylacji, a następnie nagromadzeniu w neuronach, co również zakłóca ich prawidłowe funkcjonowanie. Co ciekawe, progresja i pogorszenie się objawów choroby są związane główne z powstawaniem kolejnych splątków. Gdyż ilość nagromadzonego beta-amyloidu stabilizuje się już na początku objawowej fazy choroby [1].

Na chwilę obecną uważa się, że ryzyko zapadnięcia na chorobę Alzheimera jest sumą predyspozycji genetycznych w postaci mutacji genów kodujących białka, a także czynników środowiskowych, wśród których kluczową rolę odgrywają zanieczyszczenia. Najczęstszym objawem choroby są postępujące problemy z pamięcią epizodyczną. Z czasem pojawia się również dezorientacja w terenie, trudności z wielozadaniowością oraz utrata zaufania do otoczenia. W późnych stadiach choroby wystąpić może nawet upośledzenie ruchowe, halucynacje, a także napady padaczkowe [1].

Choroba Parkinsona jest postępującą, nieuleczalną chorobą neurodegeneracyjną. Leczenie, na jakie aktualna medycyna może sobie pozwolić, jest jedynie objawowe i ma na celu łagodzenie przebiegu choroby. Naukowcy jednak nieustannie podejmują próby lepszego poznania jej przyczyn, co pozwoliłoby na wdrożenie skuteczniejszych metod prewencyjnych. A także leczenia przyczynowego. Odkrycie badaczy z Australii zdaje się kolejnym dużym krokiem w tym kierunku [1,2].

Bazując na wcześniejszych hipotezach, postanowili sprawdzić, czy stężenie białka amyloidowego we krwi było powiązane z jego późniejszym odkładaniem się w mózgu. Sugerowano, że głównym transporterem beta-amyloidu w organizmie są lipoproteiny, wraz z którymi to białko trafia do mózgu. Australijczycy postanowili przetestować tę teorię na zwierzętach [2].

Cel i rodzaj badania

Celem badania było poznanie kaskady metabolicznej lipoprotein związanych z transportem trójglicerydów wraz z beta-amyloidem. Celem było także odkrycie ich związku z rozwojem choroby Alzheimera.

Naukowcy przeprowadzili w tym celu badanie eksperymentalne na myszach laboratoryjnych [2].

Przebieg badania

Badacze opracowali nowy mysi model transgeniczny, wszczepiając im ludzki gen białka prekursorowego amyloidu, z ekspresją ograniczoną wyłącznie do komórek wątroby (myszy HSHA). Oznacza to, że białko amyloidowe powstawało w ich organizmach tylko w hepatocytach. Jego produkcja nie zachodziła w komórkach mózgu ani w żadnym innym narządzie obwodowym. Dało to zatem szansę zbadania wpływu wątrobowych lipoprotein transportujących trójglicerydy na rozwój choroby Alzheimera [2].

Po wyhodowaniu myszy HSHA, naukowcy obserwowali ich rozwój oraz badali zmiany zachodzące w ich organizmach przez kolejne 18 miesięcy. Następnie porównywali je z myszami niezmodyfikowanymi genetycznie [2].

Wyniki badania i dyskusja

Wraz z wiekiem, u myszy HSHA zaobserwowano zwiększone wychwytywanie przez mózg radioznacznika amyloidu, w porównaniu do myszy zdrowych. To potwierdzałoby dotychczasowe teorie związane z udziałem tego białka w patogenezie choroby Alzheimera. Kolejną obserwacją było zwiększenie poziomu lipoproteiny transportującej trójglicerydy, zarówno w osoczu krwi, jak i w mózgu u myszy HSHA. Oznacza to zwiększony transport tych cząsteczek i przenikanie ich przez barierę krew-mózg, a następnie akumulowanie się w strukturach OUN. Co więcej, u myszy HSHA zaobserwowano również nienormalną, podobną do objawów choroby Alzheimera akumulację obojętnych lipidów w strukturach mózgu [2].

Myszy HSHA wykazywały również charakterystyczny fenotyp neurodegeneracyjny. A także atrofię mózgu, taką samą, jaka obserwowana jest w przypadku chorych na chorobę Alzheimera. Ponadto zaobserwowano wyraźnie zmiany zwyrodnieniowe komórkowe i subkomórkowe w strukturach mózgowia u myszy transgenicznych. Podczas testów behawioralnych, myszy z grupy badanej wypadały gorzej, jeśli chodzi o uczenie się i generalne funkcjonowanie hipokampa – struktury mózgu odpowiedzialnej głównie za pamięć [2].

Wyniki tego badania potwierdziły dotychczas poznane teorie na temat patogenezy choroby Alzheimera. Co jednak ciekawe, przyniosły także nowe odkrycia dotyczące roli kaskady metabolicznej lipoprotein w jej rozwoju. Jak się okazuje, organizmy predysponowane do rozwoju choroby Alzheimera charakteryzowały się także zwiększonym odkładaniem się w mózgu wspomnianych lipoprotein, a także lipidów obojętnych [2].

W normalnych warunkach jednak nie powinno się to dziać, gdyż bariera krew-mózg nie powinna przepuszczać takich makrocząsteczek. Gdy funkcja naczyń włosowatych jest zaburzona, może to sprzyjać przenikaniu i akumulowaniu się nieprawidłowych związków w strukturach mózgu.

Na funkcjonowanie naczyń włosowatych z kolei w dużej mierze wpływa sposób żywienia. Spożywanie produktów zawierających znaczne ilości nasyconych kwasów tłuszczowych lub kwasów tłuszczowych trans, a także niewystarczająca ilość NNKT w diecie, może powodować upośledzenie funkcjonowania komórek nabłonka i zwiększoną ich przepuszczalność [2].

Zasadniczym ograniczeniem badania jest fakt, że było ono przeprowadzane na modelach zwierzęcych. Mając jednak obiecujące wnioski, naukowcy mogą podjąć próbę stworzenia nowych zaleceń dla ludzi, w celach profilaktyki oraz leczenia choroby Alzheimera [2].

Podsumowanie

Omówione badanie ma dwa główne pozytywne skutki. Po pierwsze, stanowi potwierdzenie wielu dotychczasowych teorii i hipotez związanych z etiologią oraz patogenezą choroby Parkinsona. Co jednak bardziej istotnie – wskazuje również na zdolność do modyfikowania czynników ryzyka.

Za pomocą diety i stylu życia możemy bowiem wpłynąć na proporcje oraz stężenie poszczególnych lipoprotein w surowicy krwi. Możemy też wpłynąć na jakość funkcjonowania komórek nabłonka naczyń włosowatych. Jeśli zatem chcemy uniknąć rozwoju choroby Alzheimera w późniejszych latach życia, już teraz powinniśmy zwracać uwagę na nasze wybory żywieniowe. Odpowiednia dieta ma większy wpływ na zdrowie człowieka, niż nam się niejednokrotnie wydaje.

Bibliografia:

1. Lane, C.A., Hardy, J., Schott, J.M. (2017). Alzheimer’s disease. European Journal of Neurology, 25(1), 59-70.
2. Lam, V. i in. (2021). Synthesis of human amyloid restricted to liver results in an Alzheimer disease-like neurodegenerative phenotype. PLOS Biology, 19(9), e3001358