Несмотря на кажущуюся «прозрачность и проницаемость» биологических тканей для клеток и различных химических веществ, зачастую бывает очень нелегко адресно доставить действующий агент в нужную точку организма. Отчасти из-за многочисленных барьеров, созданных природой для защиты самых важных и ценных органов.
Один из них предохраняет нейроны головного и спинного мозга от контакта с клетками и крупными молекулами крови. Именно благодаря этому так называемому гемато-энцефалическому барьеру мозг получил возможность независимо развиваться в «тепличных условиях».
Однако именно эта преграда иногда мешает организму помочь клеткам мозга справиться с тем или иным заболеванием.
Ричард Флавелл и его коллеги из Медицинской школы Йельского университета нашли способ одновременно «преодолеть» эту преграду и заставить клетки иммунной системы выступить в роли «пакменов», уничтожающих амилоидные бляшки, в изобилии откладывающиеся при болезни Альцгеймера.
(амилоидная дистрофия) – нарушение белкового обмена, сопровождающееся образованием и отложением в тканях специфического белково-полисахаридного комплекса – амилоида.
Развитие амилоидоза связано с извращением белково-синтетической функции ретикуло-эндотелиальной системы, накоплением в плазме крови аномальных белков, служащих аутоантигенами и вызывающих образование аутоантител. В результате взаимодействия антигена с антителом происходит осаждение грубодисперсных белков, участвующих в образовании амилоида. Откладываясь в тканях (например, в стенках сосудов, железистых и т. п.), амилоид вытесняет функционально специализированные элементы органа, что ведёт к гибели этого органа.
Различают амилоидоз первичный, вторичный, старческий, амилоидоз при миеломной болезни и опухолевидный, локальный.
Первичный амилоидоз возникает вне связи с каким-либо заболеванием; при этом поражаются в основном сердечно-сосудистая система, пищеварительный тракт, мышцы и кожа. Вторичный амилоидоз развивается как следствие заболеваний, сопровождающихся длительным нагноением и распадом тканей (туберкулёз, сифилис, ревматоидный артрит и т. д.); чаще поражаются селезёнка, печень, почки, надпочечники, кишечник. При старческом амилоидозе в процесс вовлекается преимущественно сердце. Амилоидоз может быть общим или местным.
Естественно, в развитии этого заболевания не обошлось без ещё одной регуляторной системы организма — иммунной. Раньше было показано, что при болезни Альцгеймера нервная ткань находится в состоянии слабого хронического воспаления, когда клетки иммунной системы выходят из кровеносного русла, необъяснимым образом проникают через гемато-энцефаличсекий барьер и располагаются между нейронами.
Является ли этот процесс причиной отложения амилоида или же, наоборот, вторичной реакцией организма, не удалось выяснить даже авторам последней работы, принятой к публикации в Nature Medicine.
дегенеративное заболевание центральной нервной системы, характеризующееся прогрессирующим снижением интеллекта, расстройством памяти и изменением поведения.
Выделяют болезнь Альцгеймера с ранним началом (до 65 лет) и болезнь Альцгеймера с поздним началом (после 65 лет). Заболевание обычно возникает у людей пожилого и старческого возраста. Патогенез связан с отложением в ткани мозга амилоидного белка, вызывающим дегенерацию нейронов, и нарушением холинэргической синаптической передачи.
Болезнь Альцгеймера является ведущей причиной слабоумия у пожилых. Первые симптомы могут появиться уже после 40 лет, а после 70-летнего возраста частота заболевания доходит до 30% (в настоящее время признаки болезни Альцгеймера наблюдаются у каждого восьмого американца старше 65 лет и у каждого второго старше 85 лет). В результате исследования выяснилось, что наследственность играла роль в 79% случаев болезни Альцгеймера, в остальных случаях основное значение имели внешние воздействия.
Флавелл и соавторы попросту заблокировали весь этот сигнальный путь.
Сделано это было у мышей, чья нервная ткань в избытке содержала амилоидные бляшки, как и у людей, сильно мешающие нормальной работе мозга. Но уже через некоторое время хвостатые подопечные начали гораздо лучше справляться с заданиями, к ним вернулась пространственная память и умение ориентироваться в лабиринтах, превосходящее даже человеческие способности.
Поскольку это всё-таки был научный эксперимент, а не попытка удовлетворить собственное любопытство, то ученым необходимо было установить и механизмы развития такой реакции. Жертвами эксперимента стали выздоровевшие мыши, мозг которых подвергся тщательному изучению.
Рассматривая под микроскопом нервную ткань исцелившихся грызунов, учёные с удивлением обнаружили, что 90% амилоидных бляшек попросту исчезли.
Как признался Флавелл, учёные «боялись, что блокирование ТФРб приведет к гиперстимуляции клеток иммунной системы, а вместе с тем к ухудшению течения болезни». Частично эти опасения оправдались: макрофаги, отвечающие в нашем организме за поглощение и переваривание чужеродных частиц, действительно вели себя чересчур активно — они выходили из капилляров мозга в нервную ткань и активно мигрировали в область отложения амилоида.
физиологический механизм, регулирующий обмен веществ между кровью, спинномозговой жидкостью и мозгом. Понятие ГЭБ введено советским физиологом Линой Соломоновной Штерн и швейцарским ученым Готье в 1921 году.
Подобно другим гисто-гематическим (между кровью и тканями) барьерам, он осуществляет также защитные функции, препятствуя проникновению в центр, нервную систему некоторых чужеродных веществ, введенных в кровь, или продуктов нарушенного обмена веществ, образовавшихся в самом организме.
От его проницаемости в направлении кровь — мозг и мозг — кровь для различных веществ зависит в значительной степени состояние нервных клеток головного и спинного мозга, особо чувствительных даже к небольшим колебаниям состава и физико- свойств окружающей среды.
Установлено, что в мозге действует сложная многообразная система специфических образований, анатомические, физиологические, физико-химеские и биохимеские особенности которых обеспечивают их барьерные свойства. Через различные участки ГЭБ из крови в центральную нервную систему проникают те или иные вещества, необходимые для питания и деятельности нервных образований, различающихся как строением, так и составом.
Анатомическими элементами ГЭБ служат стенки мозговых капилляров и прекапилляров, сосудистые сплетения желудочков мозга, нейроглия, мозговые оболочки и т.д. Для осуществления барьерных функций большое значение имеет «основное вещество», находящееся между клетками стенок капилляров, в состав которого входят комплексы из и полисахаридов. Состояние этого вещества в значительной степени определяет проницаемость.
Наряду с вредными веществами ГЭБ может препятствовать проникновению в центральную нервную систему введенных в кровь лекарств, препаратов (например, соединений некоторых антибиотиков и других), что затрудняет лечение ряда заболеваний мозга. В эксперименте и клинике применяются различные методы повышения проницаемости или обхода его путем введения веществ в желудочки мозга или спинномозговой канал.
Зато последующие эксперименты в культуре клеток показали, что такие «измененные» макрофаги склонны к «поеданию» амилоида по принципу, названному Флавеллом «принципом пакмена» — героя компьютерной игры эпохи 1980-х, пожиравшего разного рода препятствия при движении по лабиринтам.
Кроме того, учёным удалось чётко показать, что в качестве «пакменов» работают именно макрофаги, а не глиальные клетки нервной системы. Это делает макрофаги главным действующим лицом при поиске агента при будущей разработке вариантов лечения.
Хочется надеяться, что актуальность проблемы поспособствует быстрейшему поиску практического применения находке ученых. Ведь если учесть, что средняя продолжительность жизни в высокоразвитых странах постоянно растет, вместе с ней растёт и число «болезней старения», среди которых болезнь Альцгеймера, если судить по количеству посвященных ей публикаций и масштаба «эпидемии в США», давно занимает одно из первых мест.
