Болезнь Альцгеймера. И снова о металлах

17 июня 2021

Комментарий Лахта Клиники. Заголовок данной новости в оригинале был иным. Мы изменили его, чтобы подчеркнуть: гипотезы о том, что пресенильные и сенильные деменции, – прежде всего, болезнь Альцгеймера и болезнь Пика, – каким-то образом связаны с дисбалансом металлических микроэлементов в организме, не являются новыми. К концу ХХ века уже было опубликовано несколько сообщений подобного рода, и они не прошли незамеченными, однако научное сообщество сочло представленную аргументацию недостаточно качественной и убедительной.  Вплоть до последних лет «главными подозреваемыми» оставались алюминий и цинк. Учитывая остроту проблемы и огромную медико-социальную значимость нейродегенеративных заболеваний, любые новые исследовательские данные представляют большой интерес.

 

* Окислы железа и меди жизненно важны для нормального биохимического функционирования множества ферментов (энзимов) в человеческом организме.

* Выявлены нарушения в регуляции этих и других заряженных металлических ионов при нейродегенеративных расстройствах, в том числе при болезни Альцгеймера.

* К своему удивлению, исследователи обнаружили высокореактивные частицы элементарного железа и меди в посмертных образцах головного мозга, полученных при аутопсии людей, умерших от болезни Альцгеймера.

* По-видимому, металлы стабилизировались в бета-амилоидных бляшках, образование которых является отличительной особенностью заболевания.

* Данное открытие может привести к новому пониманию механизмов развития болезни Альцгеймера и, возможно, к созданию новых методов ее диагностики и лечения.

 

Впервые учеными обнаружены микроскопические отложения элементарного незаряженного железа и меди в тканях человеческого организма. Международная исследовательская группа выявила присутствие металлов в посмертных образцах вещества головного мозга, пораженного болезнью Альцгеймера.

Металлические ионы (т.е. атомы металлов со свободным положительным электрическим зарядом, который образуется вследствие утраты одного или более электронов) являются необходимым компонентом многих энзимов, – катализаторов биохимических реакций в клетках. Такие ионы могут «отрывать» электроны от других молекул, окисляя эти молекулы.

Ключевым моментом нового исследования является то, что отложения меди и железа, обнаруженные в мозговых тканях после смерти пациентов от болезни Альцгеймера, были представлены там в элементарной, незаряженной форме. Это высокореактивные атомы металлов, которые при нормальных условиях быстро окисляются с образованием более химически стабильных ионов. Ранее подобные металлы обнаруживались только в бактериях, вирусах и растениях. Теперь они найдены в бета-амилоидных бляшках, – сгустках крахмалистого белка, которые служат одним из главных признаков болезни Альцгеймера. Микроскопические отложения элементарного железа обладали магнитными свойствами, что давало возможность использовать их в качестве диагностического маркера и индикатора прогрессирования болезни.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances коллективом авторов, представляющих Кильский и Уорикский университеты (Великобритания), а также Техасский университет в Сан-Антонио (США).

Методологической основой исследования стало использование исключительно мощного рентгеновского излучения, испускаемого синхротроном Diamond Light Source (британская разработка) и аналогичным устройством Advanced Light Source в Калифорнии (США), для визуализации тканей головного мозга. Ускорители этого типа, разгоняя электроны почти до скорости света, генерируют яркие пучки световых лучей, которые могут применяться как инструмент тестирования атомной структуры вещества.

Размеры отложений элементарного железа и меди относятся к нанометровому диапазону, т.е. они были примерно в 10000 раз меньше булавочной головки. Самими авторами открытие небезосновательно расценивается как «захватывающее и неожиданное».

Поскольку высокая реактивность металлов является фактором повреждения нервных тканей, весьма вероятно, что путем образования амилоидных бляшек мозг пытается локализовать и блокировать эту опасность (прим. Лахта Клиники: эти выводы поразительным образом перекликаются с результатами другого исследования, опубликованными всего пару месяцев назад – см. материал «Сенильные бляшки при болезни Альцгеймера: мы ошибались?»).

Планируется, что следующим этапом работы станет поиск металлических наночастиц в прочих зонах мозга. Если выяснится, что такие отложения ассоциированы исключительно с амилоидными бляшками, это существенно прояснит вопрос о том, что они там делают и какова их роль в этиопатогенезе болезни Альцгеймера. В целом, открываются серьезные перспективы для создания новой концепции этого тяжелого заболевания, а также для разработки новых подходов к его диагностике и лечению.

 

По материалам сайта Medical News Today