Статьи

Болезнь Альцгеймера тяжела и неизлечима. Она сопровождается нарушением работы синапсов мозговых нейронов, хроническим воспалениеми, в конечном счете, прогрессивной гибелью нервных клеток.

Специалисты Института цитологии и генетики при участии коллег из Сибирского государственного медицинского университета обнаружили, что длительный прием мелатонина значительно смягчает эти нарушения у крыс – модельном объекте изучения болезни Альцгеймера.

Полученные результаты учёные опубликовали в одном из последних номеров Journal of Pineal Research (Stefanova, N. A., Maksimova, K. Y., Kiseleva, E., Rudnitskaya, E. A., Muraleva, N. A. andKolosova, N. G. Melatonin attenuates impairments of structural hippocampal neuroplasticity in OXYS rats during active progression of Alzheimer´s disease-like pathology. Journal of Pineal Research, 2015, 59: 163–177. doi: 10.1111/jpi.12248 ).

Это первые исследования подобного рода; они частично выполнены в рамках мегагранта «Идентификация генов, ответственных за функции мозга и патологии, на основе экспериментального исследования и биоинформатической реконструкции генных сетей нейробиологических процессов».

Различают две формы болезни Альцгеймера: наследственную, обусловленную мутациями в трех генах, которая, как правило, возникает до 40–50 лет, и спорадическую, которая развивается после 65 лет.

Принято считать, что центральным событием в патогенезе болезни Альцгеймера становится накопление нейротоксических форм пептида амилоида-β (Аβ), которое вызывает образование амилоидных бляшек и каскад событий, приводящих к прогрессирующей потере нервных клеток и развитию деменции (слабоумия).

Однако в последние годы появляются убедительные доказательства того, что механизмы патогенеза наследственной и спорадической форм БА могут быть различными.

Если при наследственной форме токсический амилоид Аβ накапливается в мозге пациентов из-за нарушения процессинга белка-предшественника амилоида-β (AРР), то у больных спорадической формой БА, составляющей ~95% всех случаев заболевания, основной причиной могут быть процессы, происходящие в синапсах нейронов.

Одним из перспективных протекторов центральной нервной системы считают мелатонин, гормон эпифиза. Он препятствует развитию нейродегенеративных изменений у животных, на которых в лаборатории моделируют наследственную форму болезни Альцгеймера.

О влиянии мелатонина на развитие спорадической формы БА практически ничего известно не было. Эту проблему и начали исследовать новосибирские учёные.

Они работали с линией преждевременно стареющих крыс OXYS. Нейродегенеративные изменения в мозге этих животных проявляются уже в трёхмесячном возрасте, а к году в нейронах накапливаются токсические формы Аβ, наблюдается дефицит синапсов, дисфункция митохондрий и другие изменения, характерные для нервных клеток пациентов со спорадической формой болезни Альцгеймера.

Эти изменения у животных, как и у больных «Альцгеймером», приводят к нарушению поведения и прогрессирующему снижению памяти.

Самцам крыс OXYS с возраста 12 до 18 месяцев ежедневно вечером давали с кормом мелатонин в дозе, эквивалентной дозе человека (0.04 мг на килограмм веса). Другая группа крыс OXYS мелатонин не получала. В качестве контрольной линии использовали крыс Вистар с нормальным темпом старения.

Спустя полгода исследователи оценили влияние мелатонина на состояние синапсов, нейронов и глиальных клеток гиппокампа. Этот отдел мозга, участвующий в научении и памяти, одним из первых страдает при болезни Альцгеймера.

Полугодовой курс мелатонина существенно замедлил нейродегенеративные процессы у крыс OXYS.

По таким показателям как плотность синапсов, их функциональная активность, ультраструктурное состояние нейронов и глиальных клеток (вспомогательных клеток нервной системы) гиппокампа, интенсивности воспалительных процессов животные, получавшие мелатонин, существенно ближе к крысам с нормальным темпом старения.

Более того, прием мелатонина подавлял накопление Аβ в гиппокампе и префронтальной коре мозга крыс OXYS.

Ранее исследователи показали, что мелатонин замедляет развитие и прогрессию когнитивных нарушений, а также рост тревожности и снижение двигательной и исследовательской активности, обусловленные патологией у крыс OXYS или возрастными изменениями у крыс Вистар.

«Мы планируем провести углубленные исследования механизмов действия мелатонина на функции митохондрий, дисфункция которых сегодня рассматривается как один из ключевых факторов риска развития наиболее распространенной

спорадической формы болезни Альцгеймера, уникальной моделью которой могут служить крыс OXYS», – рассказала нам научный сотрудник сектора молекулярных механизмов старения ИЦиГ РАН, кандидат биологических наук Наталья Стефанова.