Болезнь Паркинсона. Диагностика, уход, упражнения

Загадочность заболевания

Мы уже описывали перипитии борьбы ученых в стремлении найти причины болезни Паркинсона. И каждый раз приходилось отмечать, что борьба врачей с заболеванием ограничивалась попыткой преодолеть или уменьшить его симптоматику. К сожалению, это происходит и до сих пор, а причины возникновения самой болезни все еще остаются на уровне гипотез.

На основании экспериментов с животными, нейропатологических и генетических исследований были выявлены возможные причины возникновения идиопатического синдрома паркинсонизма, к которым относятся: эндогенные нарушения энергетического обмена в черном веществе головного мозга, генетические факторы, воспалительные процессы, возникающие в черной субстанции, ведущие к аномалиям протеина и обмена веществ, различные факторы окружающей среды и другие.

Но все же, ученые все больше приходят к убеждению, что появление БП обусловлено совокупностью множества факторов, в том числе и внешних. По мнению современной науки, эти внешние факторы провоцируют заболевание у людей предрасположенных к нему вследствие своей генетики. Эти причины, наносящие вред биологическому организму и вызывающие БП, – как например, уже упоминаемые «Ыохе», до сегодняшнего дня не определены. Ими могут быть токсические вещества из окружающей среды, некоторые химикаты или другие субстанции, например, вирусы. Но можно с уверенностью сказать, что болезнь Паркинсона не заразна.

Открытые вопросы. Прионы и энзимы

Как и прежде, ученые в большей части своих исследований причин возникновения БП ссылаются на процессы, связанные со смертью допаминпроизводящих нервных клеток, которые они и пытаются выяснить. Предполагаемая динамика потери допамина в черной субстанции и возможные причины возникновения болезни Паркинсона изложены авторами Э. Людвиг (Е. Ludwig) и Р. Аннеке (R. Annecke) в диаграмме, представленной на рис. 8.

Рис. 8

В процессе нормального старения количество допаминергических нервных клеток постепенно снижается, не вызывая при этом каких-либо симтомов БП (кривая 1). Проявление заболевания, вероятно, можно объяснить генетически запрограмированным ускоренным темпом старения (Time-lapse), который драматически изменяется к худшему (кривая 2). Согласно другой теории, допаминергические клетки погибают в определенном возрасте за счет некого кратковременного, но массивного повреждения (кривая 3), и болезнь проявляет себя позже на фоне обычного процесса старения.

Другими факторами, влияющими на развитие и возникновение заболевания и действующими многие годы на организм, являются, например, токсические или определенные вредные вещества окружающей среды (кривая 4).

Итак, при БП происходит дегенерация (гибель) определенных нервных клеток мозга. Преимущественно дегенерация затрагивает черную субстанцию (Substantia nigra), в структуре которой находится большое количество нервных клеток, производящих допамин.

Нервные клетки черной субстанции формируют связи с другим ареалом мозга – полосатым телом (corpus striatum), являющимся частью базальных ганглий. Базальные ганглии играют важную роль при формировании контроля над произвольными, и, в особенности, над повторяющимися, доведенными до автоматизма движениями.

Одновременно погибшие клетки заменяет соединительная ткань, но поскольку утрата нейронов не может быть компенсирована, происходит повреждение функций пораженных областей мозга. По этой причине сигнальное вещество допамин не достигает своей цели – полосатого тела. Нарушение моторики возникает приблизительно в то время, когда погибают порядка 50 % производящих допамин или накапливающих его клеток.

Потеря клеток, содержащих или производящих допамин в черной субстанции, влияет на экстрапирамидную систему (совокупность структур головного мозга, расположенных в больших полушариях и стволе головного мозга и участвующих в управлении движениями, поддержании мышечного тонуса и осанки). Именно повреждения экстрапирамидной системы является причиной типичных для БП симптомов: гипокинезии, ригидности и тремора. При выявлении таких симптомов необходимо лечение, направленное на замещение допамина.

Однако не только клетки допамина черной субстанции ответственны за БП. Потеря нервных клеток, таких как ацетилхолин (нейромедиатор, осуществляющий нервно-мышечную передачу) и 5-гидрокситриптамин (нейромедиатор, известный так же, как серотонин), способствует, в совокупности с недостатком допамина, возникновению постуральной неустойчивости (нарушение способности удерживать равновесие), депрессий, нарушению сознания. В этом случае лечение, направленное на восстановление допамина, неэффективно.

В последние годы ученые приходят к выводу, что в основе БП лежат нарушения функционирования шаперной и убиквитин-протеасомной систем. Предполагают, что в ответ на повреждения нейронов черной субстанции возникают белки с аномальной структурой. На начальном этапе они не распространяются по клетке и не разрушают ее, а скапливаются в группы – агрегаты. Шапероны (группа белков, восстанавливающая поврежденные белки) пытаются привести аномальные белки в норму, и если это не удается, запускается механизм расщепления белка убиквитин-протеасомной системой (убиквитин – белок, помечающий клетку, обреченную на смерть – явление апоптоза; протеасомы – ферменты, также принимающие участие в удалении аномальных белков). Когда токсичных агрегатов накапливается слишком большое количество, очистительный механизм клетки дает сбой, в результате чего нейроны погибают.

В выживших нервных клетках черной субстанции при вскрытии пациентов, умерших от БП, обнаруживаются белковые скопления – тельца Леви. Такие образования обнаруживают и у пациентов, страдающих другими неврологическими расстройствами, например, деменцией.

Влияние телец Леви на динамику БП до сих пор не изучено, однако многие ученые предполагают, что они могут быть как причиной заболевания, так и выполнять защитные функции, препятствуя распространению токсичного белка по всей клетке.

В последние годы ученые много дискутируют о том, вызывается ли БП специфическим белком прионом (от англ. pr[otenacious infection) – своего рода белковой инфекцией, вызывающей заболевания, подобные таким как Rinderwahn (BSE, болезнь бешенства у коров), Creutzfeldt-Jakob-Syndrom (CJK, болезнь Кройцфельдта-Якоба) или БА. В XX веке учёные заинтересовались природой необычных заболеваний, возникающих у животных и передающихся человеку. Очевидное сходство патологии этих заболеваний стало причиной для гипотезы об их инфекционной природе, что впоследствии было доказано экспериментами. Прежде чем был найден сам возбудитель заболевания, были выявлены его необычайные свойства: он устойчив к высокой температуре, формальдегиду, различным видам излучений, действию ферментов нуклеиновых кислот, не размножается на искусственных питательных средах.

Дальнейшее изучение инфекционного материала позволило установить, что причина заболеваний лежит в том самом белке, который несколько десятилетий назад получил название прион.

В 1997 г. Нобелевских премий были удостоены американские учёные – Д. Гайдушек (Д. Gajdusek), раскрывший инфекционную природу прионных болезней в 1976 г., и биохимик С. Прузинер (С. Prusiner), который открыл в 1982 г. сами прионы и разработал, так называемую прионную теорию. В дальнейшем, на основе имеющихся разработок были изучены другие виды прионных инфекций. Но, даже, несмотря на неугасающий интерес к «прионной теме», образование этих белков до сегодняшнего дня остаётся загадкой.

Прионы, открытые Прузинером, представляют собой аномальные белки (протеины), которые разрушают нормально построенные протеиновые молекулы. Как уже упоминалось, белки обеспечивают свою стабильность в крови и других жидкостях нашего тела за счет способности к укладыванию своих молекулярных цепей в форме клубков. Зарекомендовав себя в течение эволюционного развития как полезное, такое укладывание несло в себе одновременно и своеобразную опасность: при неблагоприятных условиях вместо шарообразных строений или структур выстраивались открытые, вытянутые молекулярные цепи.

При высокой молекулярной плотности, отдельные протеиновые молекулы не в состоянии принимать шарообразную форму – как открытая рука не может образовать кулак, а остается открытой и приклеивается к другой «открытой руке» следующей молекулы. Биохимики называют этот принцип укладывания, напоминающее меха гармони – (3-укладыванием. Множество таких связанных вместе «рука в руке» молекул представляют собой своеобразную свернутую пачку. Эти образования, которые в процессе своего рода кристаллизации укладываются в фибриллы, не растворяются, не могут быть разрушены и требуют больше пространства, чем круглые шарообразные молекулы. Они разрушают клетки, а также тонкие и нежные кровеносные сосуды, на которых откладываются, что ведет к подавлению еще здоровых клеток новообразованными кристаллическими структурами.

Если α-синуклеиновые клетки ведут себя как прион, тогда этим можно объяснить происхождение Леви-частиц и, возможно, также возникновение синдрома паркинсонизма. В рамках новых лабораторных изысканий было исследовано образование α-синуклеиновых структур, и результаты достаточно наглядно показывают «заразный» характер изменения протеиновой молекулы.

Итак, нормальные молекулы белка, контактируя с аномальными, сами превращаются в таковые, деформируя свою объемную структуру. Причем механизм процесса изменений до сих пор не изучен, и остается только принять как аксиому, что прион, как самый настоящий переносчик инфекции, заражает нормальные молекулы, запуская цепную, разрушительную для клеток реакцию. Со временем нейроны будут погибать один, за другим, а в мозге – образовываться всё больше пустых пространств, пока, наконец, мозг не превратится в пористую субстанцию, с последующей неминуемой гибелью.

Так что же объединяет болезни Паркинсона, Альцгеймера с прионовыми заболеваниями? В нервных клетках, при этих заболеваниях, скапливаются дефектные протеины и, как следствие, нормальные нейроны погибают.

Многие аномальные агрегации белков и аномальные последующие производные процессов переработки мутантных и поврежденных внутриклеточных и внеклеточных экстрацеллюлярных белков имеют характеристики, соответствующие многим нейрогенеративным заболеваниям, которые сведены в следующую таблицу[6].

Прион, этот неправильно сложенный протеин, оказывает влияние на весь механизм образования нормальных белков в поврежденных клетках. Так как сенсоры в клетке регистрируют образование огромного количества неправильно сложенного белка, то общее производство нормального белка падает. Это в итоге ведет к потере нейронов.

Примечания:

* Патогенетические мутации, связанные с токсической повышенной функцией.

** Патогенетические мутации, связанные с потерей функции.

Сигнал о прекращении производства белка проходит через энзим Perk (Protein-Kinase RNA-like Endoplasmic Reticulum Kinase). Исследователь Малуччи (Mallucci) c коллегами обратили на него внимание, с тем чтобы попытаться осуществить регулирование производства прионов в клетках. При этом, симптомы заболевания то исчезали, то частично возникали вновь. Одновременно возникла проблема с самим энзимом Perk, который не находится непосредственно в нейронах мозга, а распространен по всему организму. Поэтому применяемый медикамент воздействовал не только на мозг, но и на поджелудочную железу, препятствуя нормальному регулированию сахара в крови. Люди, с поврежденным энзимом Perk, подвержены синдрому Уолкотта-Раллисона (Wolcott-Rallison syndrome). Это редкое, аутосомно-рецессивное расстройство, которое характеризуется с младенчества приобретенным сахарным диабетом, дисфункцией печени и почек, задержкой развития.

Ученые из университета Leicester в одном из исследований долговременно защищали специально подобранным медикаментом клетки мозга мышей, страдающих прионовым заболеванием. Это было сопряжено с тяжелыми побочными эффектами: уровень сахара у мышей немного поднялся, и они потеряли в весе около 20 %. Тем не менее, исследователи не нашли средств для борьбы с БП, не нашли они и противодействие против болезни Альцгеймера, болезни коровьего бешенства, переходящей в болезнь Кройцфельдта-Якоба. Однако британские ученые смогли обнаружить рычаг, с помощью которого они надеются разработать медикаменты против этих недугов, если результаты исследований в последующие годы будут положительными.

Итак, исходя из предпосылки, что накопление аномальных белков, или прионов является причиной не только CJK, а также болезней Альцгеймера и Паркинсона, ученые надеются, что может быть найдено средство от этих болезней. Однако, в то же время, ученые с осторожностью замечают, что терапия должна быть доработана и развита, прежде чем будет применена к людям. Кроме того, следует также учитывать и тот факт, что и на самих больных медикамент должен быть проверен длительным временем – годами и даже десятилетиями.

Представленное исследование было принято независимыми экспертами частично с воодушевлением, частично – сдержанно. «Я думаю, что эта работа должна стать поворотным пунктом при поиске средств против болезни Альцгеймера», – говорит Р. Моррис (R. Morris) из королевского колледжа Лондона. Он замечает, однако, что это исследование выполнено на мышах, больных прионной болезнью, а не болезнью Альцгеймера. Другие исследователи, в том числе, Э. Карран (Е. Каггап) из британского исследовательского центра Альцгеймера, настроены не так оптимистично. «То, что функционирует у животных, не всегда применимо к людям. В конце концов, время покажет, будет ли это средство действенным и безопасным для людей».

Мутантные гены

В последние годы ученые приходят к заключению, и мы неоднократно упоминали об этом, что БП вызывает не одна причина, а несколько, фокусируя внимание на роли генетических причин, факторов окружающей среды, а также их совокупности.

Сложно с уверенностью говорить о том, в какой степени гены способствуют развитию наследственной формы паркинсонизма, однако сейчас все более очевидно, что некоторые гены влияют на определенные наследственные формы этой болезни. И все же, однако, в большинстве случаев БП генетический фактор не выявлен.

Индивидуальную генетическую информацию несет каждая клетка организма. Однако, основной информационный код сосредоточен в ДНК – в хромосомах, расположенных в ядре клетки. Отдельный и намного меньший ресурс генетической информации находится в ДНК митохондрии, которая представляет собой структуру клетки, ответственную за производство энергии. Повреждения в митохондрии также могут способствовать возникновению БП.

Еще в 1990 г. под руководством Дж. Уотсона (J. Watson), в рамках деятельности Национальной организации здравоохранения США, начался проект по расшифровке генов человека. В результате, в 2003 г. был определен полный геном человека, который составляет 30000 пар. Каждая пара включает по одному гену отца и матери. Определяющие наследственность гены находятся в хромосомах, которых у человека 46, попарно расположенных в каждой клетке.

Многие пары генов схожи по структуре и функциям, однако некоторые подвержены изменениям (мутациям). Мутантные гены ведут себя иным образом, в отличие от нормальных. Генетики делят мутантные гены на доминантные (сильные) и рецессивные (слабые). Если один ген из пары мутант, причем сильный и доминирующий, он блокирует активность нормального гена своей пары и производит аномальный белок или выполняет нетипичную функцию. С другой стороны, если ген пары слабый или рецессивный, он блокируется нормальным геном. Рецессивные гены редко становятся активными, однако это возможно, если один и тот же тип рецессивных генов наследуется от обоих родителей.

Хромосомная ДНК ребенка формируется из генной информации обоих родителей, однако ДНК митохондрии наследуется только от матери. Каждый ген представляет собой отрезок ДНК специфической композиции. Гены производят белки, которые в свою очередь образуют собой основу для всех клеток, в том числе, и необходимые для функциональной деятельности организма. Именно гены, переходя из поколения в поколение, определяют, например, черты лица, цвет волос и глаз.

Наследование болезни подчиняется твердым правилам. Существуют две модели наследования: аутосомно-доминантная и аутосомно-рецессивная. Сильные гены управляют аутосомно-доминантным процессом наследования, а слабые – аутосомно-рецессивным. Если у одного из родителей присутствует аутосомно-доминантный ген, несущий информацию о болезни, он перейдет к половине его или ее детей. Так, в среднем, каждый ребенок может заболеть с вероятностью 1:2. Если оба родителя носят аутосомно-рецессивный ген, вероятность каждого ребенка получить мутантный ген, а следовательно заболеть, понижается до 1:4. В некоторых семьях, однако, заболевание повторяется с высокой частотой.

Зачастую БП-пациенты задают себе вопрос, не унаследовал ли я заболевание и не передастся ли оно моим детям? Вопрос о генетической предрасположенности к паркинсонизму давно обсуждается неврологами, однако ученые не относят БП к классическим наследственным болезням. Тем не менее, это заболевание зачастую возникает у нескольких членов одной семьи. В 1996 г. внимание исследователей привлекла большая итальянско-американская семья, у членов которой многократно встречалась БП. Позже в Японии, Дании и Германии были обнаружены семьи, у которых были выявлены различные варианты наследственной предрасположенности к БП, обусловленные мутацией генов.

По принципу последовательности их открытия гены были названы Park-1, Park-2, Park-3 и так далее. Сегодня установлены 14 участков местонахождения генов, вызывающих БП.

Мутантный ген альфа-синуклеина (Park-1) – измененный ген, обнаруженный на хромосоме 4. В 1997 г. М. Полимеропулос (М. Polymeropoulos) установил у родственников итальянских и греческих семей, страдающих наследственным паркинсонизмом, мутацию в сильном аутосомном гене, кодирующем белок альфа-синуклеин. Для возникновения болезни в этом случае достаточно одного мутантного гена, полученного от отца или матери.

Мутантный ген альфа-синуклеин встречается крайне редко – 1 % от всех случаев. Если он образуется в нейронах черной субстанции в больших количествах, то возникают двигательные расстройства. У большинства пациентов с таким геном симптомы заболевания проявляются начиная с 40 лет, затем болезнь стремительно прогрессирует и заканчивается смертью в течение примерно десяти лет со времени появления первых симптомов.

Альфа-синуклеин, вне зависимости мутантный он или нормальный, может образовывать наравне с другими белками агрегаты – тельца Леви. Существуют предположения, что он выполняет и другие фукнции – угнетает деятельность убиквитин-протеасомной системы. Открытие этого мутантного белка вселяет надежды найти ключ к пониманию образования телец Леви в допаминопроизводящих клетках черной субстанции при болезни Паркинсона. Последние исследования показали, что присутствие в геноме большого количество нормального гена альфа-синуклеина, вызывает также развитие БП.

Мутантный ген паркин (Park-2). Этот ген находится на 6-ой хромосоме. В 1998 г. учеными из университета Кейо был идентифицирован слабый (аутосомно-рецессивный) ген, кодирующий белок паркин, мутация которого приводит к БП. Мутации этого гена встречаются по большей части у молодых пациентов, у которых первые симптомы заболевания обнаруживаются до 30 лет. Если пациент заболевает БП в молодом возрасте, это наверняка свидетельствует о том, что причину заболевания нужно искать в мутантном гене паркина. В то же время, мутации гена паркина выявляются у пациентов, заболевших БП и в 50 лет. Если люди, получают мутантные гены от обоих родителей, то можно говорить с уверенностью о том, что они заболеют БП. Вероятность заболеть у людей, получивших в наследство один мутантный ген, также не исключается. Мутации в гене паркина возникают чаще, чем в гене альфа-синуклеина, однако точных данных по этому вопросу пока нет.

На заболевание эффективно воздействовал препарат L-Dopa. Наряду с типичными симптомами наблюдалась дистония нижних конечностей, так называемая «нога футболиста», при которой нижняя конечность при шаге совершает вращательные движения или выбрасывается вперед.

У некоторых больных с мутацией в гене паркина в нейронах черной субстанции не обнаружили телец Леви. Аномальные белки не собирались в агрегаты, а распределялись по всей клетке. Вероятно это свидетельствует о том, что у людей в молодом возрасте не запускается защитный механизм агрегации токсичных белков.

Другие мутантные гены. Исследования последних лет привели к открытию ряда других генов, способствующих паркинсонизму. Некоторые из этих генов уже достаточно изучены, другие ждут своей очереди.

Например, измененный ген Park-3 был обнаружен на хромосоме 2. Было отмечено, что несмотря на аутосомно-доминантную форму наследования, не у всех носителей этого измененного гена проявлялись симптомы БП – заболевали из них только 40 %. Возраст начала заболевания значительно варьируется.

У больных, страдающих наследственной формой БП, был найден ген UCH-L1 (Park-5). Лежащая в основе заболевания мутация представляет собой очень редкую форму и была обнаружена только в одной семье.

Мутированный ген PINK-1 (Park-б) расположен на хромосоме 1. Мутации в гене могут быть вызваны метаболическими процессами и гибелью нейронов черной субстанции. Аутосомно-рецессивно наследованная форма БП в этом случае характеризуется ранним началом и медленным развитием.

У членов нескольких итальянских и голландских семей был обнаружен аутосомно-рецессивный ген (Park-7) DJ-1.

Park-8 (LRRK2). Это изменение гена является наиболее известной на сегодняшний день причиной наследственной формы БП с началом в 50-60-летнем возрасте. Заболевание хорошо реагирует на терапию противопаркинсонными препаратами. Высока вероятность того, что возникновение определенной доли БП обусловлено именно данной формой мутации. Часть пациентов в ходе заболевания может страдать и деменцией.

Мутация аутосомно-доминантного гена LRRK2 встречалась в 1–2% от всех случаев больных в Великобритании и 40 % от случаев в Северной Африке. Такая неравномерность заболевания может свидетельствовать и о влиянии на болезнь других факторов.

В группе риска заболеть наследственной формой паркинсонизма находятся родственники первой линии (родитель, ребенок, брат, сестра). Риск повышается, если двое или больше родственников болеют БП, что возможно при наличии в геноме доминантного гена, например, мутантного гена альфа-синуклеина, передающегося с постоянством из одного поколения в другое.

Park 9 впервые описан Хампширом (Hampshire) и его коллегами. Этот ген лежит на хромосоме 1 и наследуется по аутосомно-рецессивному принципу. Его клиническими признаками являются положительная реакция на L-Dopa, супранукпеарный паралич взора, пирамидный симптом, являющийся признаком центрального пареза ноги, и деменция. Этот тяжёлый недуг, обычно дающий о себе знать уже на 10–20 году жизни, носит название синдрома Куфора-Рейкеба и чаще всего с трудом распознается врачами.

Учёные наблюдали две семьи, многие члены которых страдали синдромом Куфора-Рейкеба. При этом они обнаружили, что у каждого из больных обе копии гена АТР13А2 имели одну и ту же мутацию, которая делала их недееспособными. Некоторые данные позволяют предположить, что ген АТР13А2 причастен не только к столь редкому синдрому Куфора-Рейкеба, но и к более распространённым заболеваниям того же типа. По этой причине целесообразным считается обследование больных с мультисистемной атрофией (MCA) на наличие данного гена.

Park 10 также лежит на хромосоме 1, которая является «пристанищем» целого ряда генов, являющихся причиной возникновения синдрома Паркинсона. Большая часть носителей данного гена заболевает в возрасте, характерном для БП – около 60 лет. Клиническая картина болезни подобна БП. Дефект гена до сих пор не выявлен.

Park 11. Наследуется по аутосомно-доминантному принципу и лежит на хромосоме 2. У носителей этого гена клиника заболевания также схожа с симптоматикой пациентов с IPS. Мутация гена, определяющая развитие болезни, не выявлена.

Вторичный синдром паркинсонизма

В тех случаях, когда симптомы БП возникают как последствия других заболеваний или осложнений, то заболевание квалифицируют как вторичный (секундарный) синдром паркинсонизма, о котором уже упоминалось.

Секундарный синдром, по разным данным, встречается от 10 до 20 % у больных, страдающих Паркинсоном.

Возникшие в результате других заболеваний ущемления нервной системы значительно обширнее, чем при идеопатическом синдроме паркинсонизма. Причины при этом могут быть различными. Нередко нарушения кровообращения мозга ведут к секундарному синдрому. Черепномозговые травмы, например, при несчастных случаях, также повреждают нервные клетки, производящие допамин.

Малые кровотечения в мозге и ушибы, возникающие в результате неоднократных нокаутов, вызывают так называемый паркинсонизм боксеров. Реже причиной заболевания могут быть опухоли мозга, еще реже паркинсонизм возникает вследствие воспаления мозга (энцефалита).

Итак, можно констатировать, что вторичный синдром паркинсонизма вызывается следующими, известными уже причинами:

– нарушения кровообращения мозга;

– тяжелые черепо-мозговые травмы;

– опухоли мозга;

– воспаления мозга.

Факторы окружающей среды

Генетические причины возникновения БП безусловно существуют, однако в большинстве случаев, вероятно, не являются решающими. Поэтому многие исследования направлены на выявление факторов окружающей среды, играющих также немаловажную роль в возникновении болезни. «Я не верю, чтобы существовала единая, общая теория возникновения БП. Это все не так просто, – сомневается венский нейролог Д. Вольц (D. Vole). – По большому счету, в образовании болезни участвуют различные факторы».

На пути к поиску факторов, вызывающих возникновение БП, ученые возлагали большие надежды на эпидемиологические анализы. Сотни IPS-пациентов заполняли бесчисленные анкеты с вопросами о пищевых привычках, образе жизни, токсикологическом окружении и многом другом. Подведение итогов тестов не преподнесло никаких сюрпризов.

Даже несмотря на то, что для научных изысканий в этой области выделяются значительные суммы, (например, в 2003 г. – 20 млн. долларов), до сих пор нет четкого описания неблагоприятных внешних факторов. Тем не менее, известны некоторые причины, которые могут самостоятельно вызывать болезнь. Например, плод Аннона, растущий в Гваделупе, содержит вещество, которое тормозит синтез L-Dopa, предшественника допамина, и вызывает БП.

Установлено также, что питье воды из колодцев, проживание вблизи деревянных мельниц, длительный контакт с используемыми в сельском хозяйстве пестицидами, гербицидами или фунгицидами может вызывать в некоторых редких случаях БП. В Австрии, например, при выращивании винограда употребляли пестициды, запрещенные уже 20 лет назад, однако виноделы, страдают чаще БП, чем другие крестьяне. Среди пациентов с IPS больше людей, живущих в деревнях или небольших местностях, нежели жителей больших городов. В данном аспекте повышенный риск заболеть БП можно, очевидно, связать с большей подверженностью сельского населения воздействию все тех же пестицидов.

Опыты с животными показали, что при контакте с ротеноном – пестицидом, который вырабатывается из натуральных продуктов и часто применяется в сельском хозяйстве, образуются белковые агрегаты, разрушающие допаминопроизводящие нейроны и органеллы, вырабатывающие энергию. По мере разрушения таких клеток у животных возникали двигательные расстройства.

Влияние вредных веществ на возникновение БП является одним из важнейших вопросов, стоящих перед специалистами по трудовой гигиене. Тяжелые отравления высокими дозами марганца, ртути, окиси углерода и метанола могут вызывать синдром паркинсонизма. Контакт с синтетическими отравляющими веществами также может быть опасен. Степень симптоматики зависит от времени пребывания во вредной среде или контакта с отравляющим веществом. Этот так называемый «токсический синдром паркинсонизма» встречается очень редко.

Достаточно трудно выявить влияние незначительных, так называемых субтаксических доз, которые воздействуют в течение сравнительно длительного времени. Действие этих вредных веществ может также усиливаться естественным процессом старения (см. кривую 4 рис. 10). К этому добавляются различные индивидуальные защитные реакции организма на эти субстанции. Ибо не каждый человек, контактирующий с этими вредными веществами, приобретает БП или другие заболевания. Эта предпосылка является основой для будущих исследовательских работ, призванных выявить факторы риска более подробно. По крайней мере, можно надеяться, что будут получены конкретные знания о значительно более широком диапозоне причин, вызывающих идеопатический синдром паркинсонизма.

На сегодняшний день известны и некоторые факторы окружающей среды, которые могут снижать риск появления БП. Было отмечено, что курильщики и любители кофе меньше рискуют заболеть БП, чем противники этих привычек.

Многие исследования показали, например, что болезнь возникает чаще у некурящих, чем у курящих, однако причины такой избирательности БП пока не установлены. Возможно, табачный дым содержит защитные химические вещества, но в то же время не исключается, что дело все в эмоциональной характеристике курильщика. Ученые, однако, не рекомендуют, браться за курение, поскольку это может быть опасным. Авторы данного исследования подчеркивают, что преимущества курения с точки зрения предохранения от БП более чем компенсируются такими опасными рисками, как заболевания сердечной и сосудистой системы, онкология и общая смертность.

Частое употребление кофе может также снижать риск заболеть БП, однако это еще нуждается в дополнительном подтверждении.

Между тем, у пациентов с БП отмечается склонность к ангедонии – снижению или утрате способности получать удовольствие. В свою очередь ангедонию обычно связывают с нарушением работы допаминергической системы. Кроме того, заболевшие реже демонстрировали развитие зависимости от различных наркотических веществ, что также можно объяснить нарушением функции допаминергической мезолимбической «системы поощрений» головного мозга.

Они тоже виновники – вирусы, медикаменты?

То, что вирусы могут вызывать симптомы Паркинсона, предполагалось уже с той поры, как был открыт энцефалит Экономо. Многие, пережившие эту всемирную эпидемию начала XX века, заболевали впоследствии БП. До сегодняшнего дня, однако, не выявлен какой-либо другой вирус, способный привести к массовому заболеванию БП.

Симптоматика Паркинсона может также кратковременно проявляться в результате приема определенных медикаментов. В большинстве случаев такое действие вызывают, например, типичные нейролептики – субстанции, которые применяются при терапии тяжелых душевных заболеваний. Они содержат вещества, блокирующие перенос допамина в мозге, не повреждая при этом производящие допамин нервные клетки.

Другие медикаменты опустошают накопители допамина в нервных клетках. К ним относится, например, сегодня очень редко применяемый медикамент для понижения давления резерпин (Reserpin). Так называемые антогонисты кальция флунаризин (Flunarizin) и циннаризин (Cinnarizin), назначаемые при головокружениях, а также препарат метоклопрамид (Metoclopramid), применяемый при болезнях желудка, вызывают недостаток допамина. Симптомы Паркинсона появляются и в случаях терапии депрессий, например, медикаментом литием (Lithium).

Почти всегда симптомы Паркинсона исчезают, как только прекращается прием указанных медикаментов, и только в редких случаях признаки болезни остаются. Вероятно, при этом проявляется уже минимально существующая «настоящая» БП, которая при приеме медикаментов раскрывает себя полностью.

Случайные находки

В Америке 20 лет назад У. Лангстоном (W. Langston), из Института по изучению болезни Паркинсона в Саннивейле, был случайно открыт химикалий, который также ведет к симптомам Паркинсона. Имеется в виду нервный яд МРТР (1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин), губительно действующий на черную субстанцию. Это вещество являлось частью наркотиков, которые молодые наркоманы употребляли в качестве заменителя героина. Было обращено внимание на то, что у людей после нескольких недель использования этого вещества проявлялись тяжелые симптомы БП. Исследования мозга показали позднее, что у них наблюдались очевидные разрушения нервных клеток в области черной субстанции. После лечения состояние некоторых наркоманов пришло в норму, у других, однако, синдром паркинсонизма не исчез.

Нейротоксин МРТР, который сам по себе не токсичен, в мозге трансформируется в нейротоксин МРР+, приводящий к гибели нейронов, производящих допамин, и способствующий накоплению свободных радикалов (токсичных молекул, разрушающих клетку).

Из исследуемых примерно 400 человек, употреблявших наркотик с содержанием МРТР, только в десяти случаях наблюдалось развитие болезни. Вследствие чего предполагают, что нейротоксин МРТР действует в совокупности факторов: генных и окружающей среды.

Открытие этой взаимосвязи привело к интенсивным поискам подобно действующих веществ. Все больше под подозрение попадали вызывающие синдром паркинсонизма некоторые распыляемые на растения химические вещества, защищающие их от вредителей, с содержанием Cyperquat и Paraquat. В опытах над животными эти вещества действовали так же, как и МРТР, разрушая нервные клетки.

Окончательных данных относительно вредности для людей распыляемых веществ, защищающих растения от насекомых, до сих пор, однако, не имеется. Предпринятые исследования с целью определить частоту заболеваний среди людей, занимающихся сельским хозяйством, также не установили однозначную зависимость между этими веществами и болезнью.

Роль свободных радикалов и воспалительных процессов

При разрушении клеток вредными веществами, такими как МРТР, возникает так называемый «оксидативный (окислительный) стресс». Обычно нервные клетки обладают достаточной защитой для быстрого уничтожения вредных агрессивных продуктов. Но если равно-весне между возникновением свободных радикалов и их уничтожением нарушено, возникает большое количество агрессивных субстанций, что ведет к гибели нервных клеток. В сравнении с другими областями мозга, черная субстанция особенно подвержена влиянию оксидативного стресса. Новые исследования указывают на то, что на оксидативный стресс оказывают влияние также воспалительные процессы, происходящие в нервных тканях, так называемых Glia.

Исследования яда МРТР, разрушающего нервные клетки, привели к объяснению процессов обмена веществ в черной субстанции. Так, например, наряду с изменениями в черной субстанции у пациентов с БП обнаруживают увеличение содержания железа. Возможно, такие отложения не являются прямой причиной заболевания, поскольку повышение уровня железа часто отмечают в поврежденных тканях. Тем не менее, если железо находится в большой концентрации и легко вступает в химические реакции с другими клеточными образованиями, оно может значительно повысить производство вредных свободных радикалов. Ученые, таким образом, приходят к выводу, что железо может способствовать повреждению клеток мозга.

Образование агрессивных свободных радикалов, атакующих оболочку нервных клеток, как мы уже упоминали, ведет к оксидативному стрессу посредством энзима (фермента) МАО-В и процессов окисления, при котором происходит разрушение допамина.

Попадая в митохондрию, так называемую «энергетическую фабрику» клетки, нейротоксин МРР+, уже трансформированный из МРТР, подавляет действие энзима complex I. В результате, уже на начальном этапе пути, по которому доставляется энергия к клетке, происходят нарушения. И возможно, такое подавление энзима complex I приводит к гибели нервной клетки.

Исследования мозга больных БП после их смерти четко показали недостаточную активность complex I в черной субстанции, независимо от того, что послужило причиной развития заболевания. Такие исследования привлекли внимание ученых к роли аномалий митохондрий в развитии БП. Уже установлено, что некоторые генные формы БП вызываются генами, регулирующими производство белков митохондрий[7].

Некоторые исследования показали, что активность complex I снижена в тромбоцитах и мышцах. Предполагают, что эти знания можно использовать для выявления заболевания еще до развития симптомов.

Митохондрия производит в клетке большинство свободных радикалов. Их количество обычно контролируется и не наносит вреда клетке. Однако, если в работе митохондрии происходит сбой, то производство свободных радикалов увеличивается. Они просачиваются в клетку, вызывая повреждения других митохондрий и структур. Такой процесс прогрессивен и необратим.

При исследовании мозга больных было обращено внимание также на значение кальция для нормального функционирования и контроля процесса обмена веществ в клетке. Если уровень кальция в нервной клетке отклоняется от нормы, происходит ее повреждение. Такой дисбаланс, возможно, является результатом повреждений митохондрии, поскольку она является одним из важных накопителей кальция.

Как уже неоднократно упоминалось, исследования мозга больных БП показывают наличие очевидных воспалений в черной субстанции. Такие изменения не являются специфическими для БП – они обнаруживаются и при других дегенеративных заболеваниях нервной системы. Сомнительно, что воспаления могут быть главными причинами БП, скорее всего они возникают как реакция на аномальные изменения в черной субстанции. Тем не менее, как и в случае с изменением уровня железа и кальция, воспаления могут способствовать повреждению клетки.

Таким образом, всеобъемлющее исследование мозга является необходимым в случае возникновения симптомов паркинсонизма. Оно выявляет возможные причины заболевания, что важно для назначения правильного и своевременного лечения пациента, направленного на снижение темпа развития болезни.

Аномальные биохимические процессы

Учитывая вышесказанное, британский профессор Т. Шапиро (Т. Schapiro) выделяет следующие биохимические аномальные процессы, ведущие к разрушению черной субстанции:

– повреждения свободными радикалами;

– дисфункция митохондрии;

– воспалительные процессы;

– эксайтотоксичность.

Повреждения, вызванные свободными радикалами. Свободные радикалы представляют собой очень маленькие структуры – вид молекулы или атома с неспаренным, ненасыщенным электроном на внешней орбите. Они нестабильны и легко вступают в химические реакции и во взаимодействия с другими субстанциями внутри клетки. Сталкиваясь с молекулами клетки, свободный радикал проявляет свою агрессивность, отнимая у них электрон и, тем самым, изменяет их структуру и функции. Пострадавшие молекулы в свою очередь стремятся отнять недостающий электрон у других неповрежденных молекул, вследствие чего развивается разрушительная цепная реакция, губительно действующая на живую клетку. Такие цепные реакции с участием свободных радикалов могут являться причиной возникновения и развития многих опасных заболеваний.

Свободные радикалы образуются множеством способов и имеют различные функции – причем не все отрицательные. Например, они помогают бороться с инфекциями, когда посредством свободных радикалов некоторые виды белых кровяных телец убивают бактерии. Однако в целом, свободные радикалы приносят организму вред.

Самый распространенный тип свободных радикалов образуется из кислорода (супероксидного иона). Большинство кислородных радикалов клетки возникают в митохондрии как побочные продукты на энергетическом пути. При нормальных условиях кислородные радикалы находятся внутри митохондрии, однако, как уже указывалось выше, если митохондрия повреждается, то свободные радикалы просачиваются сквозь нее и могут повредить клетку.

Свободные радикалы кислорода при здоровом обмене веществ появляются постоянно: например, в процессе дыхания клетки. От 1 до 2 % кислорода не полностью преобразуются в митохондрии в СO₂ (углекислый газ) и Н₂O (воду), а превращаются в агрессивные свободные радикалы. При разрушении жиросодержащих клеточных мембран и при повреждении синапсов также образуются свободные радикалы, более того, их производят и клетки микроглии, защищающие и питающие нейроны мозга.

К другим видам свободных радикалов относятся пероксид водорода, гидроксильный ион, оксид азота.

Свободные радикалы производятся в большом количестве в том случае, когда железо находится в свободной реактивной форме, и концентрация его значительно превышает норму. Негативное действие свободных радикалов провоцирует воспалительные процессы в мышечных, соединительных и других тканях и может быть одной из причин старения.

Организм снабжен многочисленными защитными системами для предотвращения повреждений, вызываемых свободным радикалами. К ним относятся энзимы, которые превращают свободные радикалы в безвредные молекулы. Также некоторые витамины, например витамин Е, выполняют защитную функцию, предотвращая вредные повреждения, вызываемые свободными радикалами.

Многие биохимические изменения в черной субстанции людей, больных БП, представляют собой не что иное, как повреждения клеток избыточным количеством свободных радикалов. Подобные повреждения наблюдаются в тканях и в случае других расстройств, таких как, например, ревматоидный артрит, болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона. Таким образом, такие повреждения характерны не только для БП, но и для других заболеваний.

Дисфункции митохондрии. Как было упомянуто выше, митохондрия выполняет важную функцию в производстве энергии для метаболизма в клетке. Кроме того, как недавно было установлено, митохондрия сообщает о гибели клетки посредством снижения своих функций.

Мы уже упоминали, что основываясь на исследовании нейротоксина МРТР, были изучены функции митохондрий в черной субстанции больных БП после их смерти. В результате был обнаружен дефицит complex I (синтезирующего энергию энзима). Таким образом, была не только доказана прямая связь между БП и нейротоксином МРТР, но и возникло предположение о вредном воздействии на мозг свободных радикалов и поврежденной митохондрии.

Аномальные митохондрии были обнаружены у больных БП в крови, а также в мышцах некоторых пациентов, связанных с определенными видами производственной деятельности. Это свидетельствует о том, что наличие дисфункции митохондрии не обязательно может быть выявлено только в мозге больных БП.

На сегодняшний день установлено влияние токсической окружающей среды и наследственности на дисфункцию митохондрии при БП. Исследования идентифицировали пестициды как один из факторов риска возникновения этого заболевания, поскольку они угнетают энзим complex I митохондрий. Например, гербицид ротенон представляет собой сильный и специфический ингибитор complex I. Частая работа с ротеноном приводит к дефициту complex I, что влечет за собой возникновение БП.

Действие ротенона было подтверждено опытами на крысах. Им вводили небольшие дозы ротенона в течение приблизительно месяца, в результате чего возникали аномальные изменения в мозге, которые были схожи с изменениями, обнаруженными у пациентов с БП. В ходе экспериментов было установлено влияние аномальной функции митохондрии на течение БП и подтвердилось предположение, что некоторые гербициды и пестициды могут способствовать заболеванию. Однако контакт с ними не обязательно приводит к заболеванию.

Теория влияния повреждений митохондрий на возникновение БП получила также поддержку в ходе исследований, установивших, что белковые мутированные образования некоторых генов, вызывающих заболевание, находятся в митохондрии. К ним относятся паркин, DJ1, PINK, альфа-синукпеин, LRRK2.

Основываясь на имеющихся данных, многие исследования сфокусированы сейчас на вопросах о том, каким образом митохондрия способствует болезни и можно ли получить лекарство, восстанавливающее функцию митохондрии.

Как уже не раз упоминалось, заболевание вызывает, скорее всего, комплекс причин. Поэтому влияние свободных радикалов и токсической окружающей среды на дисфункцию митохондрии можно рассматривать только как возможные варианты. Не исключены и другие причины заболевания, которые вовлечены в каждый из этих процессов.

Воспалительные процессы. Воспаление – это чаще всего реакция защитной системы организма на повреждения клеточных структур, направленная как на устранение повреждения и самого патогенного агента, так и на восстановление поврежденной структуры. В воспаленной зоне увеличивается прилив крови, вследствие чего появляется краснота. Белые кровяные тельца (лейкоциты), выполняющие защитную функцию организма, с усиленным кровотоком поступают в поврежденное место. Проникая в межклеточное пространство, лейкоциты уничтожают вредные агенты и поврежденные клетки. В этой борьбе лейкоциты сами погибают в больших количествах, образуя гной.

Воспаления чаще всего встречаются при инфекциях, однако они также наблюдаются в мозге людей с определенными нейродегенеративными расстройствами. Скорее всего, воспаление клеток черной субстанции людей больных БП свидетельствует о реакции на аномальные процессы в этой части мозга и не является прямой причиной заболевания. В любом случае, воспалительные изменения могут повреждать нервные клетки, поэтому борьба с воспалениями может снизить или предотвратить развитие нейродегенеративных аномалий. На основе новых исследований ученые пришли к выводу, что риск заболеть БП был меньшим у тех людей, которые принимали противовоспалительные препараты.

Эксайтотоксичность. Эксайтотоксины представляют собой нейромедиаторы, способные гиперактивировать NMDA– и АМРА-рецепторы, и вызывать тем самым патологический процесс – «эксайтотоксичность» (от англ, to excite – возбуждать), ведущий к повреждению или гибели клеток.

Например, возбуждающий нейромедиатор глутамат может вызывать повреждение и смерть нейронов, производящих допамин. Эксайтотоксичность глутамата способствует повышенному накоплению в клетке ионов кальция, что вызывает перевозбуждение клетки и ведет к ее гибели. Причинами эксайтотоксичности глутамата могут быть ухудшение энергетического метаболизма, действие свободных радикалов оксида азота и оксидативный стресс в нейронах черной субстанции. Следует отметить, что диета, согласно последним исследованиям, не оказывает никакого влияния на содержание глутамата в мозге.