1.7.3. Болезнь Альцгеймера

1.7.3.1. Кроме атеросклероза и ИНСД, к болезням старения относится и ряд других менее распространенных, которые также могут быть обсуждены с позиций ведущей роли в них пероксидативных процессов и отнесены к категории свободнорадикальных (кислородно-перекисных) патологий старения. К числу таковых относятся нейродегенеративные заболевания типа болезни Альцгей-мера (БА) и болезни Паркинсона (БП), отвечающие основному положению рассматриваемой здесь концепции возрастных патологий – недостаточности (дефектности) митохондриального дыхания. Харман (Harman, 1995a) связывает появление данного энергетического дефекта в основном с мутациями мтДНК и яДНК в нейронах головного мозга, что подтверждается периодически появляющимися новыми фактами, в том числе следующими.

Фукуяма с соавт. (Fukuyama et al., 1996), исследуя экспрессию в головном мозге гена ND4 субъединицы комплекса I дыхательной цепи митохондрий, локализованного в мтДНК, установили: у больных БА содержание ND4-мРНК в височной коре снижено по сравнению с контролем (субъектами того же возраста); если в контрольных образцах концентрация мРНК ND4 в височной коре выше, чем в двигательной, то при БА такое различие не выявлялось. Этой же группой исследователей (Chandrasekaran et al., 1997) показано, что у больных БА в ассоциативной зоне коры больших полушарий (но не в двигательной зоне коры) на 50-60 % от нормы снижен уровень мРНК субъединиц цитохромоксидазы. Это касается, в частности, субъединиц I и IV этого фермента, кодируемых соответственно митохондриальным и ядерным геномами.

Далее, ими же (Chandrasekaran et al., 1998) было установлено значительное снижение содержания субъединицы II цитохромоксидазы в гиппокампе и в энторинальном кортексе головного мозга больных БА, и этот эффект отмечен как у сильно изменённых структур, так и у относительно свободных от повреждений. Примечателен и такой факт: в митохондриях нейронов при БА и БП нарушены функции цепи переноса электронов, причем при БА нарушения затрагивают комплекс IV, а при БП – комплекс I, и все эти сдвиги приводят к увеличению продукции реактивных видов О₂ (Smith, Bennett, 1997). Сущес-твенно также, что нейротоксическая форма 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагид-ропиридина, вызываяющая развитие БП, снижает содержание мтДНК в клетках человека. Как оказалось (Miyako et al., 1999), это соединение подавляет репликацию исключительно мтДНК, т.е. является селективным ингибитором данного процесса, при этом число самих митохондрий не снижается.

По другим данным (Barinaga, 1997), большинство больных БА характеризуется наследуемым увеличением содержания мутантной цитохромоксидазы, причём болезнь ассоциирована с относительно частым вариантом мтДНК с мутациями в 2 генах для субъединиц указанного фермента. Доля мутантных молекул мтДНК при БА составляет 20-32 %. Примечательно, что следствием переноса мутантной мтДНК больных БА в дефицитные по мтДНК клетки в культуре является повышенное образование свободных радикалов О₂ и энергогенерирующая недостаточность митохондрий. В цибридах – клетках, трансформированных митохондриями от больных со спорадической БА, обнаружено снижение на 52 % активности комплекса IV в цепи переноса электронов при отсутствии изменения активности комплекса I. В них также увеличено образование АФК. Все это указывает на дефект мтДНК (Sheehan et al., 1997). О повышении при БА частоты точковых мутаций в мтДНК сообщается и в ряде других работ. Например, в париентальной извилине, гиппокампе и мозжечке частота таких мутаций оказалась в 2-3 раза выше, чем в норме (Chang et al., 2000).

Столь демонстративное нарушение в ассоциативной коре активности генов, связанных с окислительным фосфорилированием, естественно, впечатляет. Но в принципиальном плане не менее важно здесь определиться с причинами и следствиями, «логикой» развития негативных событий при БА вообще и в возрастном аспекте в частности. Мы полагаем, что, согласно митохондриаль-ной концепции старения клеток, в нейронах с возрастом нарастает дисбаланс ∆ (ПО – АО), усиливаются ПОЛ и инактивация мембраносвязанных дыхательных ферментов, снижающие утилизацию митохондриями О₂ и, следовательно, ведущие к внутринейрональной гипероксии, окислительному стрессу. Последний непосредственно причастен к окислительному повреждению различных макромолекул, в том числе белков (Дубiнiна, 2001), мтДНК и яДНК (Gabbita et al., 1998), спорадические мутации которых, вторичные по отношению к перво-начальному уровню окислительного стресса, еще более усиливают его. Повышенное в этих условиях образование различных антигенов в клетках центральной нервной системы должно стимулировать работу некоторых звеньев иммунной системы. Этим, по-видимому, объясняется тот факт, что у больных БА заметна тенденция к усилению цитотоксической активности лимфоцитов – ес-тественных киллеров, причем отмечена прямая зависимость между этой активностью и длительностью БА (Васильева и др., 1998).

С позиций указанных представлений становятся понятнее отмечаемые не-которыми исследователями (Mecocci et al., 1997) повышенная при БА чувствительность биологических молекул к повреждающему действию окислите-льного стресса и решающая роль в патогенезе БА и возраста, и свободных радикалов О₂. В относительно редких случаях в нейронах возможны наслед-ственные дефекты мтДНК, изначально предопределяющие митохондриальную недостаточность и нейродегенеративные заболевания (Barinaga, 1997; Rahman, Leonard, 1997). Показательно, что выявление методом ПЦР точковых мутаций, ассоциированных с БА и БП, стало содержанием патента США (Wallace, 1996). В то же время отдельные исследователи высказывают сомнение относительно существенной роли мутаций в мтДНК в развитии БА (Hutchin et al., 1998).

В мозге больных БА значительно изменяется состав клеточной мембраны и, прежде всего, липидной ее части. Так, исследованием состава жирных кислот фракций фосфолипидов в образцах коры гиппокампа больных БА установлено, что в них снижено содержание полиненасыщенных жирных кислот, в част-ности арахидоновой кислоты (Corrigan et al., 1998). В мозге человека при БА обнаружено значительное увеличение содержания F₄-изопростанов, образую-щихся при перекисном окислении докозагексаеновой кислоты (Nourooz-Zadeh et al., 1999). В липидной фракции уменьшены уровни фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина и увеличено содержание фосфолипидного катаболита глицерофосфохолина, что свидетельствует об ускоренном распаде клеточных мембран в мозге при БА (Nitsch et al., 1992). Это не может не сказаться на состоянии и активности рецепторов, встроенных в мембраны воспринимающей части нейронов и причастных к регуляции внутринейрональных процессов. В этой связи интересны данные тех же авторов (Nitsch et al., 1995) о том, что некоторые типы рецепторов, в частности мускариновые 1-го и 3-го подтипов, участвуют в регуляции процессинга белкового предшественника амилоидных β-пептидов (β-амилоидов; βА). Стимуляция этих рецепторов изменяет ход про-цессинга в сторону появления неамилоидогенных пептидов и даже ингибирует процессинг белков-предшественников амилоида (БПА). Очевидно, при дестаби-лизации мембран нервных клеток в условиях избыточной пероксидации, развивающейся уже в процессе нормального старения, эта полезная функция указанных рецепторов будет нарушена, что должно способствовать развитию БА.

Из других материалов по БПА представляют интерес следующие. Секре-тируемая форма БПА активирует PKC и фосфолипазу С-γ1 (показано на куль-туре эмбриональных нервных клеток крыс), т.е. фактически индуцирует сигнальный путь, в каскаде реакций которого участвуют указанные ферменты (Ishiguro et al., 1998). К процессингу БПА причастны каспазы. Сначала это было установлено in vitro в связи с изучением роли каспаз в указанном процессе при апоптозе нервных клеток человека NT2. Оказалось, что в процессинге БПА участвует каспаза-3, резко увеличивавшая образование βА. Подобное происходило также in vivo в нейронах гиппокампа крыс при их гибели и в гибнущих нейронах мозга при БА. Выходит, при БА каспазы играют двоякую роль: с одной стороны, они необходимы для процессинга БПА, а с другой – для катализации каскада апоптотических реакций (Gervais et al., 1999). С этими данными коррелирует повышенное содержание каспаз-3 и -2 в мозге больных БА по сравнению с контролем (Shimohama et al., 1999). А из недавнего обзора (Shimohama, 2000) следовало, что при БА происходит массовая гибель нейронов и глиальных клеток по механизму апоптоза. Автором ее суммированы новейшие данные, демонстрирующие апоптоз указанных клеток при БА. В отношении самого механизма апоптоза многое еще неясно, но нами он представляется как кислородно-перекисный и подробно изложен в главе 7 данной монографии.

Безусловный интерес представляет экспериментальная модель БА на мы-шах, в основе которой внедрённый в геном этих животных ген, ответственный за синтез БПА. Морфологические изменения мозга у них были аналогичны вызванным при БА у человека. А вакцинация мышей против βА предотвращала развитие БА. Более того, в/б введение сыворотки с антителами против βА способствовало рассасыванию уже образовавшихся бляшек (Belmin, 2001). Что касается часто упоминаемых в литературе пресенилинов-1 и –2, то роль их в патогенезе БА и, в частности, в образовании β-амилоида все еще остается неясной. Среди работ по этой тематике важными представляются доказательства того, что пресенилины являются мембранными протеазами – γ-секретазами. В этом качестве они участвуют не только в процессинге БПА, но и, предположительно, еще некоторых интегральных белков мембраны, расщепляя связи вну-три их трансмембранных сегментов (Wolfe et al., 1999).

Приведенные выше примеры косвенно демонстрируют связь изменений в структуре мембран клеток головного мозга с начальными молекулярными со-бытиями в патогенезе БА по β-амилоидной гипотезе (см. ниже). Это означает, что последняя не противостоит, казалось бы, альтернативной по отношению к ней концепции, согласно которой базовым молекулярным механизмом в патогенезе БА является изменение состава и физических свойств клеточных мембран, но которая стала и предметом дискуссии (Cowburn et al., 1995).

Кстати, по данным одной из работ (Lorenzo et al., 2000), мембраны нейрона могут быть изменены при связывании βА со специфическими их белками, в том числе и с БПА, что содействует дегенерации нейронов при БА. В таком случае процессы, так или иначе увеличивающие содержание БПА на мембранах и соответственно вероятность его взаимодействия с βА также должны быть причастными к патогенезу БА. В этой связи отметим следующий факт. Уровень метилирования промотора гена рецептора БПА (анализ проводили в полученных при аутопсии образцах ткани коры больших полушарий головного мозга человека) по мере старения снижается. Это происходит за счет уменьшения метилирования в участках связывания различных транскрипционных факторов, что должно усиливать связывание последних с промотором гена БПА и тем самым повышать его экспрессию в пожилом возрасте (Oikawa et al., 2001). В общем же, на сегодня ситуация по рассматриваемой проблеме отчасти прояснилась, и главным причинным фактором возникновения и развития БА, скорее всего, выступает окислительный стресс, а указанные выше гипотезы фактически отражают лишь разные частные его эффекты.

Действительно, в настоящее время мнение о взаимосвязи между БА и окислительным стрессом поддерживается многими исследователями (Гуляева, Ерин, 1995; Simonian, Coyle, 1996; Lestienne, 1997; Markesbery, 1997; Multhaup et al., 1997; Chang. et al., 2000; Greco et al., 2000; Tabet et al., 2000; Барабой, 2001; Karelson et al., 2001 и др.). Эта неслучайная корреляция подтверждается развитием процесса воспаления в мозге, хроническое протекание которого воспроизводит нейробиологические компоненты БА (Hauss-Wegrzyniak et al., 1998), повышением продукции свободных радикалов, положительными результатами лечения БА различными противовоспалительными и антиоксидантными средствами (Sharma et al., 1997; Döll, Steinrock, 1998; Барабой, 2001). В частности, применение ингибиторов COX-2 эффективно улучшало когнитивную функцию у больных БА, снижая повреждение нейронов и уменьшая воспалительные процессы в головном мозге (Pairet, 1997).

Следует также отметить обстоятельные обзоры последних лет (Schapira, 1998; Bonilla et al., 1999 и др.), в которых на многих фактах подробно обсуждены связанные между собой вопросы митохондриальной дисфункции и окислительного стресса в патогенезе нейродегенеративных болезней. А на поставленный в обзорной статье вопрос (Pappolla, Ogden-Epker, 2000), предшествует ли такой стресс накоплению βА и маркеров этого стресса в соответствующих тканях или, напротив, является следствием данного накопления, большинство новых исследований показывает именно необходимость предварительного раз-вития окислительного стресса. Сейчас о причинах возникновения последнего должно возникать меньше вопросов, чем по неясным пока механизмам непосредственного участия его в патогенезе БА. Некоторые исследования нацелены на выявление конкретных процессов, прямо или косвенно подтверждающих причастность окислительного стресса к развитию этой болезни, однако, на уро-вне сегодняшних достижений науки получаемые результаты кажутся пока мало-доказательными, поскольку многие из них не удается отчетливо связать в рамках какого-либо общего молекулярного механизма. В числе таких материалов продолжают, по-видимому, находится и следующие.

1.7.3.2. Прежде всего, это данные о функциях и эффектах самого β-амило-ида – ключевого белкового компонента нерастворимых сенильных бляшек в головном мозге, ассоциирующихся с гибелью нейронов при БА. Хотя отложение β-пептида и есть главный диагностический признак БА, остаётся все-таки неясным, является ли это отложение само по себе непосредственной причиной гибели нейронов или же оно и составляющие его компоненты индуцируют какие-то вторичные эффекты, которые и ответственны за клеточную гибель. Прояснению ситуации здесь может способствовать выяснение биохимических и иных особенностей процесса деградации БПА различными протеазами, образования из него β-амилоида, превращения последнего в нерастворимый фиброзный сгусток, а также физико-химических свойств участников этих процессов. Несмотря на разнородную информацию на этот счет, определенное общее мнение у исследователей все же постепенно складывается.

По данным многочисленных морфологических исследований, формирование амилоидных образований происходит уже в ходе старения, а при БА этот процесс ускоряется. Считают, что амилоидные бляшки образуются в процессе полимеризации β-амилоидного белка, причём к полимеризации более склонны β-амилоиды с удлинённой С-терминалью (Lansbury, 1995). Действительно, β-пептид характеризуется молекулярной гетерогенностью и представлен изоформами, соответствующими 39-43 аминокислотным остаткам БПА. При этом βА (1-40) является растворимым пептидом, а βА (1-42) плохо растворимым и может служить центром агрегации обоих этих пептидов при формировании бляшек. На примере некоторых типов клеток показано, что они эффективно секретируют βА (1-40) и лишь незначительно – βА (1-42). Внутриклеточное накопление последнего и цитотоксическое действие его при БА, несомненно, коррелированны между собой (Maruyama et al., 1995).

Эти данные совпадают с тем, что βА (1-42) и βА (1-43) являются преобладающими в амилоидных бляшках при БА (Lansbury, 1995), и разработка препаратов, специфически подавляющих образование этих патогенных β-амилоидов считается актуальной. А в одном из сообщений (Sato, Frangione, 1995) описана процедура разделения двух форм βА (1-40), одинаковых по аминокислотному составу и сходных по биологическим свойствам, но различающихся по структурно-пространственной организации, конформационным и физическим свойствам. Полагают, что это различие предопределяет высокую способность к ами-лоидообразованию одной фракции и низкую способность – другой и что конформационная трансформация амилоидонепродуцирующей белковой фракции в амилоидопродуцирующую лежит в основе патологической полимеризации водорастворимого β-амилоида и развития патологии БА. Любопытными представляются и данные о спонтанном образовании in vitro β-амилоидом (1-40) при концентрации 600 мкМ наряду с фибриллярными структурами и β-амилоидных шаров диаметром 20-200 мкм. Изучение морфологии, ультраструктуры и устойчивости таких шаров показало, что они сходны с сенильными бляшками при БА и с тельцами включений в нейронах при других нейродегенеративных заболеваниях (Westlind-Danielsson, Arnerup, 2001).

Известное мнение о том, что усиление гликирования белков может иметь определённую роль в патогенезе БА, нашло отражение и в обзоре (Münch et al., 1997), в котором накопление конечных продуктов глубокого гликирования подтверждено как характерный признак старения и дегенерации, особенно при БА. По данным этого же обзора, повышенное содержание этих продуктов объ-ясняет такие признаки БА, как сшивание белков (β-амилоида, τ-белка), окисли-тельный стресс и гибель нейронов, причем «окислительный стресс и накопление продуктов гликирования по принципу обратной связи инициируют переход обычных возрастных зменений в каскад патофизиологических процессов».

В отношении упомянутого выше τ-белка известно, что 6 его изоформ синтезируются в нейроне и относятся к семейству белков, ассоциирующихся с микротрубочками. Это белок локализуется в аксонах и более редко в дендритах (Tranchant, 1997). При БА τ-белок гиперфосфорилирован и агрегируется, с чем связывается образование внутри- и, по-видимому, внеклеточных аномальных филаментов, нейрофибриллярных клубочков (НФК), – морфологического маркёра начальной стадии БА. Действительно, в НФК из мозга больных БА присутствуют состоящие из τ-белка парные спиралевидные и прямые нити или сами эти клубочки представляют собой скопления из указанных нитей (Wilson, Binder, 1997). При физиологических условиях in vitro показана самоагрегация τ-белка через высокоаффинные сайты в домене повторов, приводящая к образованию протеолитически стабильного комплекса, который подобен образующимся при БА парным спиральным филаментам (Wischnik et al., 1996).

Гиперфосфорилированный τ-белок является результатом комбинированного действия нескольких киназ (Singh et al., 1992), в том числе изозимов PKC. А Родер с соавт. (Roder et al., 1992) выделили протеинкиназу с мол. м. 40 кД, которая, фосфорилируя τ-белки быка и человека, делает их подобными аномально фосфорилированному τ-белку при БА и других нейродегенеративных заболеваниях. Полимеризацию белка τ in vitro способны индуцировать и ускорять также свободные жирные кислоты при окислительном стрессе, однако «сверхокисление» их может, напротив, ингибировать этот процесс. Являясь предпосылкой полимеризации τ-белка, окисление жирных кислот в то же время может быть связующим процессом между окислительным стрессом и образованием фибриллярных структур при БА (Gamblin et al., 2000).

Весьма любопытны материалы о связи БА с состоянием цитоскелета в клетках мозга, полученные при изучении полимеризации тубулина в микротрубочки в присутствии ионов алюминия. Последние, как оказалось, в концентрациях, сопоставимых с обнаруженными в мозге при БА, вызывали изменения в фосфорилировании белков микротрубочек, особенно τ-белка, снижали общее количество микротрубочек и приводили к образованию аномальных агрегатов. Авторы данного исследования (Шевцов, Бурбаева, 1998) полагают, что накапливающиеся в мозге ионы алюминия могут нарушить нормальный ход сборки микротрубочек путем искажения процесса фосфорилирования их белков, и это обстоятельство может быть одной из причин развития нейродегенеративных процессов при БА. Впервые же гипотезу о таком механизме участия ионов Al³⁺ в развитии БА высказал Затта (Zatta, 1995). По мнению автора, при БА возрастает проницаемость гемато-энцефалического барьера для Al³⁺, что и приводит к накоплению в тканях мозга этих ионов. Последние взаимодействуют с гипер-фосфорилированным белком τ и нарушают структурную организацию белков цитоскелета в определённых структурах мозга. Данный эффект проявляется без каких-либо видимых признаков его причастности к окислительному стрессу при БА. Тем не менее, считаем здесь уместным обратиться к представлению, которое в дальнейшем привлекается нами для обсуждения и объяснения также ряда других внутриклеточных эффектов.

Речь идет о том, что целостный цитоскелет и, прежде всего, сеть микротрубочек ответственны не только за пространственную организацию клетки, но и за эффективность в ней транспортных процессов. К микротрубочкам прикреплены митохондрии, пероксисомы, микросомы, аппарат Гольджи, и в случае дестабилизации цитоскелета будут нарушены транспорт внутриклеточных мате-риалов вдоль микротрубочек и взаимодействие последних с указанными органеллами в пространстве. Дезорганизация микротрубочек расстраивает, в частности, упорядоченную локализацию на них и движение митохондрий и пероксисом, адресную доставку к ним поступившего в клетку О₂. Вызванное такой патологией ограничение в потреблении О₂ указанными органеллами должно привести к внутриклеточной гипероксии и определяемым ею негативным последствиям (об этом см. также п. 2.1.13, 2.3.5, 4.2.4 и 7.1.8). В указанном смысле ионы алюминия причастны к возникновению окислительного стресса в клетках мозга при БА.

Косвенно о реальности названного эффекта может свидетельствовать тот факт, что ионы Al³⁺ в концентрациях 20-100 мкМ вызывают ПОЛ. Правда, эти данные получены в другой клеточной системе – в опытах с тромбоцитами человека, до 83,3 % которых агрегируются в присутствии Al³⁺ (Neiva et al., 1997). Напротив, паклитаксель (таксол), стабилизирующий микротрубочки, защищает первичные нейроны, предупреждает развитие нейрофибриллярной патологии от токсического действия β-амилоида (Michaelis et al., 1998), который способен индуцировать образование АФК некоторыми клетками мозга (см. ниже). Эти соображения тезисно изложены в нашей статье (Лю, Исмаилов, 2000). Не лишним будет также отметить, что на модели алюминиевого нейротоксикоза (модели БА при токсическом действии хлорида алюминия) показано: в крови крыс возрастает содержание прооксидантных металлопротеидов, а в их тканях усиливается ПОЛ. Эти данные коррелируют с положением о важной роли окислительного стресса при БА и необходимостью испытания в качестве нейропротекторов при БА антиоксидантов (Агаджанов и др., 2000).

Судя по многим признакам, различные фибриллярные структуры служат основой для формирования при БА амилоидных бляшек как внутри нейронов, так и вне их. Внутри нервных клеток различных отделов головного мозга такими структурами являются повреждаемые пучки нейрофибрилл, на которых откладывается амилоид. Вне клеток же источником образования бляшек считают внеклеточные НФК (Perry et al., 1992). Основанием для такого вывода послужил комплекс процессов: инфильтрация погибших в этих НФК нейронов астроцитарными, глиальными и дендритными отростками; инфильтрация НФК дистрофичными нейритами, содержащими белок-предшественник β-амилоида; трансформация НФК (утрата некоторых белковых фрагментов, включение новых белков, например, аполипопротеина Е (апоЕ), взаимодействие с β-бел-ком и другие изменения). При этом данные о том, что эндогенные молекулы апоЕ являются амилоидным супрессором (Lansbury, 1996) требовали уточнения. Сравнительное изучение взаимодействия апоЕ и амилоидного β-пептида в растворимой фракции гомогената головного мозга здоровых людей и больных БА показало: при БА связывание апоЕ с β-амилоидом нарушено, и это ведет к критическому накоплению свободного амилоида, его агрегации и образованию бляшек; в нормальном же головном мозге апоЕ, предположительно, эффективно секвестирует β-пептид и предотвращает его агрегацию (Russo et al., 1998).

Исследованием роли человеческого апоЕ в патогенезе БА установлено, что из трех главных его изоформ – апоЕ2, апоЕ3 и апоЕ4 первые два образуют стабильный комплекс с β-амилоидом, и в этом проявляется их защитный эффект в отношении развития БА. АпоЕ4 таким свойством не обладает (LaDu et al., 1997). Данное заключение, по существу, подтверждается другими работами, в которых, правда, показано преимущественное отложение в прямой зависимости от дозы гена апоЕ4 βА (1-40), а не βА (1-42) и βА (1-43). В физиологических условиях (рН 7,4, 37^оС) эффективность образования комплекса «апоЕ мономер – βА (1-40)» уменьшается в ряду апоЕ2 > апоЕ3 > апоЕ4 (Aleshkov et al., 1997). Полагают также, что присутствие белка апоЕ4 в амилоидных бляшках при БА снижает порог концентрации β-пептида, необходимой для отложения в виде фибрилл (Mann et al., 1997).

В отношении изоформы апоЕ4 имеется, однако, и другая информация как о наиболее активно образующей с βА высокомолекулярные комплексы (см. Amo-uyel et al., 1998). В целом мнение о роли апоЕ4 складывается неоднозначное. У трансгенных мышей, нокаутных по апоЕ (аллель е4), происходят нейроде-генерация и усиленное ПОЛ. У таких животных структурно модифицированы липидные и белковые компоненты синаптосомных мембран. Инкубация же с βА (1–40) (5 мкМ) вела у них к более глубокой окислительной модификации белков и липидов в синаптосоме. Полагают, что апоЕ участвует в модуляции окислительного повреждения и в поддержании целостности синапсов, и в этой связи авторы (Lauderback et al., 2001) обсуждают роль апоЕ (аллель е4) в изменениях ткани головного мозга при БА. По другой версии, наличие аллеля е4 гена апоЕ считают фактором риска БА и ишемической болезни. Вероятной патофизиологической основой этой предрасположенности является снижение эндогенной антиоксидантной возможности у носителей аллеля е4 гена апоЕ. Полагают, что скрининг аллеля е4 может иметь клиническую значимость при идентификации чувствительных к окислительному стрессу лиц, которым в качестве профилактики указанных заболеваний показано назначение антиоксидантной терапии (Dreon, Peroutkal, 2001).

Интересны также материалы по гликопротеиду апоJ (кластерину), способ-ному реагировать с разнообразными молекулами. В частности, взаимодействие апоJ с растворимым амилоидным β-белком предотвращает агрегацию этого белка и образование им фибрилл. Экспрессию апоJ рассматривают как защитную реакцию при локальных повреждениях нейронов, причем не исключается, что апоJ функционирует в качестве антиоксиданта и антиапоптозного фак-тора (Calero et al., 2000).

1.7.3.3. Особенно важным представляется тот факт, что сгруппированные внеклеточные НФК окружены отростками клеток глии, эти же отростки рассеяны между НФК (Permutter et al., 1992). Наш интерес к этим данным связывается со способностью макрофагов, к которым относятся и клетки микроглии, после активации продуцировать АФК и тем самым создавать локальный окислительный стресс в местах расположения НФК. Создаётся впечатление, что именно в такой пероксидативной ситуации на этих НФК формируются вне-клеточные нерастворимые амилоидные бляшки. На вопрос, какие конкретно структуры, инфильтрирующие НФК, являются индукторами окислительного стресса, точного ответа пока нет. По нашему мнению, наиболее реальными кандидатами на эту роль выступают β-амилоиды. Подтверждением тому может служить следующая информация.

Изучение токсичности β-амилоидных пептидов на эндотелиальных клетках аорты человека показало, что их действие опосредуется свободными радика-лами О₂ и внутриклеточным кальцием, а предотвращается SOD и частично – блокатором кальциевых каналов, причем эндотелиальные клетки более чувствительны к βА (1-42), чем к βА (1-40) (Suo et al., 1997). Способность β-амило-ида индуцировать образование О эндотелиальными клетками подтверждена и другими исследователями (Lethem, Orrell, 1997). Данные эффекты становятся понятными, если учесть, что эндотелиальные клетки относятся к ретикуло–эндотелиальной (макрофагической) системе и обладают фагоцитарными свой-ствами, в том числе способностью продуцировать АФК. Это мнение подтверж-дается и таким фактом. Амилоидный β-пептид (1-40) и его субфрагмент 25-35, наряду с липополисахаридом, форболмиристатацетатом и зимозаном, увеличивали продукцию супероксида перитонеальными макрофагами крысы (Klegeris, McGeer, 1997). Существенно, что в опытах на первичных культурах клеток гиппокампа βА (25-35) вызывал ПОЛ, накопление АФК в клетках и их митохондриях, уменьшение трансмембранного потенциала митохондрий, причем нейродегенеративное действие βА мог предотвращать основной фактор роста фибробластов путем супрессии накопления АФК (Mark et al., 1997). Окисли-тельный стресс, вызванный β-амилоидом, могут ослабить, как показано in vitro и в исследованиях на животных, различные антиоксидантные соединения (Pra-tico, Delanty, 2000).

Более близкие к патогенезу БА результаты получены в других работах. Показано, например, что βА или его агрегаты проявляют выраженную нейротоксичность, реализуемую через механизмы окислительного стресса (Markesberry, 1997), и вызывают скопление маркеров этого стресса вокруг формиру-ющихся в головном мозге при БА амилоидных отложений (Pappolla et al., 2000). Нейротоксический фрагмент βА (25-35) способствует увеличению количества реактивных соединений О₂ в постмитохондриальной фракции коры головного мозга крыс при ее инкубации с FeSO₄ или CuSO₄ (Bondy et al., 1998). Инкубация с тем же βА (25-35) культур нейронов гиппокампа новорожденных крыс в течение 3-12 дней увеличивала в них концентрации Са²⁺ и Н⁺ (Mogensen et al., 1998). Данный эффект указанного фрагмента βА мы также связываем с его способностью создавать окислительный стресс, нарушать митохондриальное дыхание. В ответ на это усиливается гликолиз, снижаются уровень ATP и эффективность действия ATP-зависимых ионных насосов, в том числе Са²⁺- и Na⁺,H⁺-ATPаз. Слабая работа последних – одна из главных, видимо, причин возрастания внутринейронных Са²⁺ и Н⁺ в присутствии βА (25-35).

Фибриллярный β-амилоидный пептид активирует тирозинозависимую пе-редачу сигнала и образование О в микроглие, т.е. глиальными макрофагами (McDonald et al., 1997). О том же, по существу, говорится в работах (Yan et al., 1996; Bales et al., 1998), где β-амилоид вызывал выраженную нейродегенерацию и активацию глиальных клеток в соответствующих участках мозга при БА. Фибриллярные структуры, образующиеся при БА, состоят из β-амилоидов и содержат большое количество активированных астроцитов и микроглиальных клеток, которые образуют воспалительные цитокины и нейротоксические свободнорадикальные соединения, в частности NO, вызывающие, в конечном сче-те, гибель нейронов (Akama et al., 1998). После образования сенильных бляшек иммунные клетки микроглии продолжают выполнять деструктивную роль, ак-тивируясь при контакте с этими бляшками и продуцируя глутамат (см. ниже), NO, АФК, липофильные амины, поражающие нервные клетки (Giulian, 1999).

Таким образом, вызываемая β-амилоидом секреция провоспалительных продуктов клетками микроглии и моноцитами, стимуляция им же экспрессии генов интерлейкина-6, TNF-α и COX-2 занимает существенное место в меха-низме воспаления при БА. При этом установлено, что нестероидные противо-воспалительные средства подавляют названные провоспалительные реакции и нейротоксичность путем воздействия на активируемые пролифераторами пер-оксисом ядерные γ-рецепторы (PPARγ). Последние представляют собой связан-ный с ДНК фактор транскрипции, и эффективность указанных противовоспали-тельность средств считают следствием их действия, скорее всего, на PPARγ, чем на COX-2 (Combs et al., 2000). Не исключено также, что цитотоксическое действие клеток микроглии в отношении нейронов реализуется как бы попутно в связи с выполнением свойственной им основной, защитной функции как фагоцитов. Действительно, глиальные клетки способны поглощать βА и затем подвергать его деградации, причем это происходит не без влияния апоЕ и апоJ (Cole, Ard, 2000). Выполняя указанную полезную функцию, клетки микроглии продуцируют, в частности, АФК, которые, по-видимому, и усугубляют перок-сигеназную ситуацию, губительную для нейронов.

Причастность амилоидных β-пептидов к развитию окислительного стресса и патогенезу БА поддерживается и следующими новыми фактами. Показано, что они участвуют в восстановлении Fe³⁺ в Fe²⁺ и Cu²⁺ в Cu⁺, создавая условия для протекания реакции Фентона. В присутствии β-амилоидов происходит вос-становление О₂ в Н₂О₂, они же индуцируют накопление соединений, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, причем наиболее активной формой был βА (1-42) (Huang X. et al., 1999). К генерации высокоактивных кислородных радикалов приводит связывание меди с βА (1-42). В этом аспекте обсуждаются лите-ратурные и собственные материалы авторов (Moir et al., 1999), подтверждаю-щие важное значение повышенной концентрации Zn, Cu и Fe в патогенезе БА. В паренхиме мозга больных БА их концентрация достигает соответственно 300, 800 и 700 мкмоль/л против 70, 350 и 340 мкмоль/л у здоровых лиц. Эти металлы концентрируются в основном в коре головного мозга и периферийных β-ами-лоидных бляшках. Важная роль вызываемого βА окислительного стресса как ключевого фактора возникновеия БА была продемонстрирована моделированием БА на крысах путем введения в желудочки их мозга βА (Miao et al., 2001).

Связь названных эффектов с нейропатологическими изменениями в мозге при БА представляется одной из основополагающих и, возможно, она является также следствием функционирования канала: β-пептид → активация зависимой от Са²⁺ PKC в плазматической мембране макрофагов → активация там же NADPH-оксидазы (Duyster et al., 1992) → продукция О → токсический эффект (окислительная модификация белков, их агрегация и др.). При этом пов-реждаются эндотелиальные клетки сосудов головного мозга и особенно клетки нейроглии, в частности астроциты, которые в норме с помощью глутаминсинтетазы нейтрализуют в коре головного мозга токсичный в избытке глутамат и поддерживают нейротрансмиттерный гомеостаз. Низкий уровень глутаминсинтетазы и внеклеточное накопление глутамата коррелируют с плотностью отложений β-амилоида и сенильных бляшек (Le Prince et al., 1995). Кстати, при исследовании такни мозга больных БА и людей без деменций астроциты обнаружены внутри бляшек, и они были в контакте с микрососудами. Это обстоятельство привело к предположению: «бляшки образуются в местах аберраций микрососудов после реактивных и дегенеративных изменений периваскулярных астроцитов» (Cullen, 1997).

Что касается механизма проявления глутаматной токсичности, то она (токсичность) проявляется, скорее всего, через окислительный стресс. Такой факт, судя по истощению GSH, установлен в отношении клеточной линии РС-12 (Pereira, Oliveira, 1997). О включении окислительного стресса в механизм нейротоксичности сообщили также Тюрина с соавт. (1998). Они показали, что пов-реждающий эффект высоких концентраций глутамата в синаптосомах коры мозга крыс обусловлен Са²⁺-зависимой активацией свободнорадикальных реакций. При этом глутамат вызывает накопление продуктов перекисного окисления и окислительную модификацию SH-групп белков, а SOD и витамин Е предохраняют липиды и белки синаптосом от окисления. О той же направлен-ности действия глутамата свидетельствуют индуцируемое им накопление про-дуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, и диеновых конъюгатов в мембранах клеток-зёрен мозжечка крысы и шиффовых оснований в синапто-сомальных мембранах (Иванова, Леонтьев, 1999), а также его способность вызывать дисфункцию митохондрий в культуре нейронов гиппокампа крысы (Keelan et al., 1998). По другой информации (Duchen, Sarin, 2002), нейротоксичность глутамата является результатом синергизма повышенной внутриклеточной концентрации свободного кальция и NO, приводящего к потере трансмембранного потенциала митохондрий ∆ψ_m, энергетическому коллапсу и смерти клеток. Данные литературы по взаимосвязи глутамата и окислительного стресса в патогенезе заболеваний головного мозга суммированы в ряде обзоров пос-ледних лет (Телушкин, 1998; Vergun et al., 2001).

Естественен также интерес к изменению при БА активности и содержания PKC в других клетках головного мозга (кроме упомянутых выше глиальных макрофагов). Если судить об этих показателях не в конкретных типах клеток мозга, а по их значениям для определённых гетерогенных по клеточному составу участков, то, согласно материалам Ланиуса и соавт. (Lanius et al., 1997), указанные отклонения от нормы в них не обнаруживаются. Такие не отличающиеся от контрольной группы данные получены ими, в частности, для лобного, двигательного, височного и теменного участков коры головного мозга людей, больных БА, а также для их лейкоцитов и тромбоцитов. Исходя из этих фактов, можно думать, что постулируемая нами повышенная активность PKC в опре-делённых клетках мозга (в микроглие) окажется, скорее всего, скрытой при анализе проб из участков с многократно превосходящими (по количеству и объему) клетками других типов.

Активированные макрофаги, продуцируя АФК, индуцируют свободнорадикальный воспалительный процесс, который рассматривается даже как пато-генетический механизм БА. Полагают, что патогенетический потенциал воспалительного процесса при БА базируется на исключительной разрушительности механизмов этого процесса и уникальной способности его маркёров к взаимодействию с β-амилоидным пептидом в направлении усиления нейротоксичности последнего (Rogers, 1995). Возможно, в этом – ключ к разгадке некоторых малопонятных пока эффектов β-амилоида. В числе таковых, например, подавление βА (1-40) или его субфрагментом 25-35 активности Na⁺,K⁺-ATPазы и нарушение кальциевого гомеостаза в культивируемых нейронах гиппокампа крысы, чему, кстати, противодействует присутствие в культуральной среде антиоксидантов – витамина Е, пропилгаллата (Mark et al., 1995) и основного фактора роста фибробластов (Mark et al., 1997).

По другим данным (Daly, Kotwal, 1997), стержневая роль воспалительного ответа при БА состоит в запуске пептидами βА, их агрегатами и амилоидными бляшками классического пути активации комплемента. Под влиянием хемотаксических факторов, образующихся при его активации, возможен приток клеток микроглии и астроцитов. Последние, вырабатывая в активированном состоянии провоспалительные цитокины и метаболиты О₂, способны усиливать воспалительный процесс в нервной ткани при БА. Действительно, в гиппокампе и неокортексе пациентов с БА найдены большое число нейритных бляшек, содержащих β-амилоидный пептид в фибриллярной нерастворимой форме, и компоненты провоспалительной системы комплемента, а также увеличенное количество активированных астроцитов и клеток микроглии. Показано, что пептиды βА непосредственно и независимо активируют альтернативный и классический пути комплемента (Bradt et al., 1998). Роль микроглии как медиатора воспалительных и дегенеративных болезней подробно рассмотрена в одной из недавних публикаций (авт. Gonzalez, Baltuch, 1999).

Интересны также материалы об индукции β-пептидом (25-35) апоптоза клеток РС-12 путём повышения уровня митохондриальных АФК и снижения мембранного потенциала митохондрий – сдвигов, действительно необходимых для инициации апоптоза (см. п. 7.1), но подавляемых 17β-эстрадиолом. Антиапоптическое действие последнего может быть связано с проявлением его как антиоксиданта (Mattson et al., 1997). Со сказанным не коррелирует другое наблюдение: βА(25-35) в концентрации 1-10 мкМ активировал поли(ADP-ри-боза)полимеразу в клетках РС-12, что не приводило к фрагментации ДНК и количество апоптозных клеток составляло менее 5 %. Правда, концентрации βА(25-35), равные 20, 30 и 100 мкМ, ингибировали активность указанного фермента (Stronsznajder, Banasik, 2000). Не согласуются с большинством известных фактов и данные о проявлении βА(1-40) и βА(1-42) в небольших концентрациях антиоксидантных свойств, способности их имитировать активность SOD и свя-зывать ионы Cu²⁺, участвующие в реакциях ПОЛ. Кроме того, в наномолярной концентрации β-амилоиды ограничивают возникновение апоптоза культивиру-емых нейронов, а в микромоляроной – проявляют нейротоксический эффект (Bush et al., 2000). В целом все же, на неясный, как полагают (Pappolla et al., 2000), и принципиальный вопрос, предшествует ли окислительный стресс накоплению β-амилоидов в тканях или, напротив, является следствием данного накопления, можно, исходя из полученных к настоящему времени многих фак-тов, еще раз повторить: исходным моментом для индукции БА служат дефекты в митохондриях и обусловленный ими окислительный стресс; последний спо-собствует образованию патогенных β-амилоидов, которые, в свою очередь, причастны к дальнейшему усилению окислительного стресса.

1.7.3.4. С точки зрения кислородно-перекисной концепции возрастных патологий, представляется немаловажным ещё одно обстоятельство, связанное с «деятельностью» макрофагов, в частности глиальных. Активированные макрофаги индуцируют пероксидативное состояние в ткани путем секреции не только АФК, но и некоторых промежуточных продуктов реакций с участием азота – NO и др. (Ванин и др., 1991; Anbar, 1995). Такой способностью обладают также клетки микроглии (глиальные макрофаги) и глии (астроциты) после стимуляции их цитокинами (Ding et al., 1997). NO, синтезируемый с помощью нейрональных NO-синтетаз, рассматривается как нейротрансмиттер, т.е. передатчик нервного импульса в синапсах. Легко проникая через мембрану, NO может оказывать влияние на внутриклеточные процессы разными путями, в том числе связываясь с Fe гемовых групп и изменяя конформацию соответству-ющих белков-ферментов (Halliwell, Gutteridge, 1999). Причем, наряду с выполнением позитивных функций, NO может выступать и в негативной роли.

В этой связи обращает на себя внимание способность NO ингибировать митохондриальное дыхание (Koivisto et al., 1997; Clementi et al., 1998; Giulivi, 1998; Torres, Wilson, 1999), взаимодействуя с гемопротеидами и свободными SH-группами (Nishikawa et al., 1997; Murphy, 1999; Moncada, 2000), и это в противоположность тому, что некоторые гем-содержащие ферменты, например гуанилатциклаза, активируются им (см. п. 2.3.2). Несколько раньше о фактах ингибирования оксидом азота цитохромоксидазы и транспорта электронов по дыхательной цепи сообщали и другие авторы (см., например, Kröncke et al.,-1995). Особенно чувствительны к таким митохондриальным нарушениям нейроны (Heales et al., 1999). Если, к тому же, подобное происходит и в нейроглие, то это еще одна возможность для индукции в определенных условиях окислительного стресса в окружающих астроциты и глиальные макрофаги клетках, в том числе в нейронах, и развития БА по кислородно-перекисному «сценарию».

Вообще же, судя по тому, что в митохондриях некоторых типов клеток присутствует «собственная» синтетаза NO, где она локализована на внутренней их мембране и Са²⁺-зависима (Chafourifar, Richter, 1997; Giulivi, 1998), NO, с учетом указанных выше фактов, играет в норме какую-то важную роль. Она, скорее всего, связана с контролем дыхательного процесса и мембранного по-тенциала. Действительно, по данным обзоров (см. Torres et al., 1998; Poderoso et al., 1999), NO признается важным биологическим маркером, обратимо и конкурентно с О₂ ингибирующим дыхание на уровне цитохром-с-оксидазы.

Доказательством в пользу решающей роли окислительных изменений в белках и других макромолекулах в патогенезе БА могут служить и эффекты уже упоминавшегося в п. 1.7.1.2 пероксинитрита (ONOO^–). Последний, возникая при взаимодействии О с NO в процессе развития БА, способен напрямую окислять различные макромолекулы с образованием карбонил-иона (СО^–). Так, в телах нейронов (независимо от присутствия в них НФК), а также в ядрах нейронов и глиальных клеток гиппокампа больных БА обнаружены повышенные концентрации СО^–. Эти данные показывают, что пероксинитрит вовлекается в патологические изменения, характерные для БА, и что основу ее патогенеза действительно могут составлять генерализованные окислительные нарушения (Smith et al., 1997).

Впрочем, в литературе указываются и такие возможности NO, которые должны противодействовать названным выше негативным процессам. В част-ности, NO может ингибировать ПОЛ, взаимодействуя с пероксильными радикалами предположительно по механизму (O′Donnell et al., 1997):

NO + LOO˙ → LOONO;

LOONO → LO˙ + NO₂

Затем вторая молекула NO реагирует с LO˙. Исследователи отмечают: при равных концентрациях NO ингибирует ПОЛ эффективнее, чем α-токоферол.

Существенен также тот факт, что формирование амилоидных фибрилл и τ-нитей стимулируют свободные жирные кислоты и, в частности, арахидоновая кислота. Этот принципиальный результат показан в исследованиях in vitro (Wilson, Binder, 1997). По-видимому, стимулируя полимеризацию τ-белка и амилоидных β-пептидов, названные кислоты in vivo причастны к скоплению патологических продуктов их полимеризации в НФК и нейритических бляшках. Анализ условий, при которых возможно возникновение данного эффекта, приводит к выводу, что таковым может быть, прежде всего, окислительный стресс. Последний, индуцируя перекисное окисление ненасыщенных жирных кислот, может с участием продуктов их метаболизма обусловливать патологическую полимеризацию и образования сшитых белков. В исследованиях in vitro такое условие обеспечивается гипероксической средой эксперимента, а в нервной ткани in vivo – рассмотренными выше причинами и факторами.

Между прочим, создаваемый так или иначе окислительный стресс в ней-ронах может быть причастен к нарушению непроницаемости лизосомальных мембран и выходу из лизосом гидролаз, катепсина Д и β-гексозаминидазы в цитозоль клеток. Более того, такой эффект в клетках нейробластомы SH-SY5Y вызывался βА (1-42), накопление которого коррелировало с потерей непроницаемости указанных мембран, и это, возможно представляет собой раннее событие в патогенезе БА. Высвобождение в цитозоль гидролаз может вызывать разрушение цитоскелета, образование пузырьков в плазматической мембране и нейрофибриллярных клубков из τ-белка (Yang et al., 1998). В создающейся пероксидативной ситуации с образованием различных антигенов компоненты ткани мозга приобретают, очевидно, повышенную чувствительность к иммунологическим эффекторам, в частности, Т-лимфоцитам и глиальным клеткам. Локальная инфильтрация последними тканей мозга и секреция ими факторов воспаления и цитокинов могут, в порядке положительной обратной связи, совместно с отложением β-амилоида усиливать нарушение нормальных функций нейронов. Заметное улучшение этих функций при использовании различных иммуносупрессантов подтверждает причастность указанных процессов к патогенезу БА и, особенно, ее прогрессированию (Gasiorowski, Leszek, 1997).

Таким образом, независимо от того, локализованы ли β-амилоидные отложения в самих нейронах или в пространстве между ними, в нейроглии, главным индуцирующим их образование фактором является окислительный стресс, который может возникать по разным причинам. Внутри нейронов такой причиной постулируется преимущественно митохондриальная недостаточность, ведущая к внутриклеточной гипероксии и пероксидации, а в межнейрональном пространстве – активация глиальных макрофагов, интенсивная продукция ими, прежде всего, АФК и NO. Данное заключение следует считать предварительным, поскольку прямая связь других выявленных на сегодня эффектов βА с нейродегенеративными изменениями типа БА вообще и кислородно-перекис-ным механизмом ее патогенеза в частности пока четко не просматривается. Однако содержание и динамика новых публикаций свидетельствует о том, что это направление усиливается, находя все большее понимание среди исследо-вателей, и вскоре может стать доминирующим.

В любом случае ясно одно, что БА, как и БП (Ilic et al., 1999; Полевая и др., 2001), относится к разряду «митохондриально-пероксигеназных» патологий и связана с возникновением и развитием в клетках головного мозга окислительного стресса. На уровне организма показателем такого сдвига может быть, в частности, возрастание дисбаланса ∆ (ПО – АО) в крови. На это указывает сравнительно низкая общая антиоксидантная емкость плазмы крови у больных с предполагаемой БА (Repetto et al., 1999). В эритроцитах больных БА базальный уровень ПОЛ значительно повышен, причем вызывать ПОЛ в этих клетках способен βА (1-42), что указывает на возможную роль последнего в изменениях эритроцитов у больных БА (Mattson et al., 1997). В целом же поня-тно, почему снижение риска развития БА, а также эпидемиологические и клинические результаты применения витамина Е против БА хорошо коррелируют с антиоксидантными свойствами данного витамина (Abe et al., 2000; Pratico, Delanty, 2000). А факты, что пируват – антиоксидант (Stanko, 1996), позволяют понять защиту им нейронов от токсического действия АФК (Н₂О₂) и предложение об использовании пирувата в лечебных целях при патологии мозга с характерным накоплением АФК (Desagher et al., 1997).

С точки зрения кислородно-перекисной концепции, гибель нервных кле-ток при нейродегенеративных болезнях происходит как по типу некроза (до недавнего времени он считался единственным путём), так и по механизму апоптоза в зависимости от складывающегося уровня дисбаланса ∆ (ПО – АО) внутри соответствующих нейронов. С учетом того, что зрелые нейроны не пролиферируют, их апоптоз реализуется, вероятно, при дисбалансе ∆_А2, наибо-лее близким к «цитолизному» ∆_Ц (см. п. 7.1). Вопрос о суициде нервных клеток подробно освещен в обзоре «Апоптоз при нейродегенеративных болезнях: роль митохондрий» (Tatton, Olanow, 1999).

Анализ и «кислородно-перекисную» интерпретацию материалов, предста-вленных в п. 1.7.3.3 и 1.7.3.4, завершим одним предположением, которое возникло в связи с данными о повреждении нейронов центральной нервной системы окисленным ЛПНП и возможной его роли в генезе нейродегенеративных заболеваний. Это показано, в частности, в опытах на первичной культуре нейронов коры головного мозга эмбрионов крысы, инкубируемых с выделенным из крови кролика ЛПНП и предварительно окисленным в присутствии CuSO₄. Нативный ЛПНП (100 мкг/мл) не снижал жизнеспособность клеток, а преинкубация их с различными антиоксидантами (цистеином, α-токоферолом и др.) частично предотвращала нейрональную гибель, вызываемую оЛПНП (Sugawa et al., 1997). Гибель указанных нейронов под действием оЛПНП была дозо- и времязависимой, и этот связанный с окислительным стрессом механизм, как считают (Keller et al., 1999), лежит в основе патогенеза БА.

Основная мысль нашей гипотезы сводится к тому, что повреждающее действие окисленного ЛПНП на нейроны может быть и косвенным, а главным объектом такого его действия является микроглия – глиальные макрофаги. Последние, напомним еще раз, вместе с другими клетками нейроглии заполняют пространства между нейронами и окружающими их капиллярами. Эти макрофаги, составляя примерно 10 % нейроглии, достаточно подвижны и в норме фагоцитируют продукты распада нервной ткани и посторонние частицы, а также выполняют ряд других вспомогательных функций в указанной ткани. Не исключено, что они поглощают и окисляемый в условиях пероксидативного стресса ЛПНП, трансформируясь в «пенистые» клетки подобно тому, как это происходит с макрофагами в стенке сосудов при атеросклерозе (см. п. 1.7.1.2). При таком исходе событий глиальные макрофаги, очевидно, не смогут осуществлять свои очистительно-защитные обязанности и способствовать нормальному функционированию нейронов. К тому же, клетки микроглии могут подвергаться деградации, поглощая посредством рецепторов липопротеидов β-ами-лоид (Cole, Ard, 2000). В дополнение к рассмотренным выше это – еще одна возможная составляющая общего механизма, ответственного за нейродегенератиные процессы. Серьезных данных в пользу такого представления пока нет, поэтому оно будет воспринято читателями, скорее всего, неоднозначно.

Из всего сказанного выше можно заключить, что гипероксические условия земной атмосферы – наиболее вероятный первичный и объективный причинный фактор не только самого старения, но и связанных с ним болезней. В этом плане весьма показательны данные о замедлении возникновения и развития возрастных патологий при высотной гипоксии. Известно, например, что коренные жители высокогорья реже болеют атеросклерозом и среди них относительно редко встречаются атерогенные дислипопротеинемии. По данным Китаева и соавт. (1995), антиатерогенные сдвиги обнаружены и у жителей равнины, периодически мигрирующих в горные районы, а барокамерная тренировка путем «подъема» животных на высоту 6000 м над уровнем моря оказывала антиате-рогенное действие на течение экспериментально индуцированного атероскле-роза. Аналогичные факты позитивного действия высокогорья известны и в отношении онкологических заболеваний (см. Лю, Шайхутдинов, 1991).

Представление о важной роли пероксигеназных процессов в механизме возрастных патологий находит все более широкое понимание среди исследователей, о чем свидетельствуют современные обстоятельные публикации по дан-ной проблеме. Однако возрастание дисбаланса Δ (ПО – АО) и, следовательно, повышение уровня пероксидации как причины нарушения многих биохимических процессов присущи не только старению и сопровождающим его болезням, но и характерны для немалого числа патологий вообще. Часто это связано с нарушением, например, при ПОЛ метаболизма в сторону преобладания дес-труктивных изменений в живых организмах (Porter et al., 1995). Поэтому «исследования процессов ПОЛ хронологически развивались параллельно с изу-чением патологических процессов (лучевого поражения организмов, злокачественного роста тканей, ряда токсикозов и др.)» (Титеева, Коровина, 1996).

Продолжая изучать молекулярные механизмы возникновения и развития болезней старения, исследователи настойчиво расширяют здесь свои познания. На этом пути иногда получают отдельные заслуживающие внимания факты. Небезынтересным, например, представляется усиление с возрастом экспрессии интерлейкина-6 (IL-6), противовоспалительного цитокина, и связанных с этим эффектом заболеваний на поздних сроках жизни – возникновение миелом, БА, остеопороза и др. (Ersheler, Keller, 2000). В то же время известно и другое: окислительный стресс индуцирует продукцию IL-6 и, в частности, специфи-чески повышает его выработку в эндотелии бронхов человека (Yoshida et al., 1999); химический стресс, вызванный арсенитом, стимулирует синтез IL-6 в остеобластах, и этот синтез связан со стимуляцией каскада арахидоновой кис-лоты (Miwa et al., 2000). Нативные ЛПНП и особенно оЛПНП, стимулируя экспрессию мРНК и секрецию IL-6, играют роль в патогенезе расстройств клу-бочковой фильтрации почек путем модуляции воспалительной реакции мезан-гиальных клеток (Massy et al., 2000).

Негативные последствия возрастного повышения продукции IL-6 могут быть связаны со способностью этого цитокина индуцировать экспрессию анти-апоптозного белка bcl-2, ингибировать апоптоз некоторых ещё относительно нормальных (Atreya et al., 2000), а также опухолевых клеток (Teague et al., 1997; Siegel et al., 1997). Применительно к стареющим клеткам и возникающим на их основе болезням старения это может рассматриваться как ослабление сопро-тивляемости развитию всех возрастных «кислородно-перекисных» патологий, т.е. фактически как антигомеостазный и разрушительный механизм. С учётом этих и некоторых других известных фактов возможна реализация следующей последовательности процессов: возрастной окислительный стресс в клетках → активация фактора NF-kB → усиление им экспрессии IL-6 (Faggioli et al., 1997) → экспрессия белка bcl-2 → ингибирование апоптоза А1 клеток, вступающих на кислородно-перекисный путь развития патологий → прогрессирование воз-никших болезней старения, для большинства которых дисбаланс ∆ (ПО – АО) находится между ∆_И и ∆_А1 (см. п. 7.1).

Сходный механизм, препятствуя переходу ∆_К → ∆_А2, т. е. блокируя апоптоз А2 опухолевых клеток, способствует развитию и прогрессии опухолегенеза (см. там же). С таким представлением, похоже, согласуются следующие данные. Обширная клеточная лимфома легче развивается в старом организме из-за увеличенного содержания IL-6 (Balducci, 2000). IL-6 причастен к прогресси-рованию устойчивых к гормону трех клеточных линий рака предстательной железы, поскольку антитела, нейтрализующие IL-6, подавляли рост указанных клеток рака (Chung et al., 1999). При множественной миеломе человека как in vitro, так и in vivo IL-6 предотвращает спонтанный и дексамезон-индуциро-ванный апоптозы и, таким образом, способствует сохранению опухоли и ее росту (Moreau et al., 2000). Показано также, что у больных раком печени уровень IL-6 по сравнению с таковым у здоровых людей повышен более чем в 10 раз, и этот показатель может быть использован в качестве маркера при ранней диагностике гепатоканцерогенеза (Zhao et al., 2000).

Следует особо отметить, что наряду с нормальным старением и связанным с ним возрастными болезнями известно генетически «запрограммированное» преждевременное старение как, например, в случае с трисомией по 21-й хромосоме. Эта патология характеризуется такими же изменениями в головном мозге, как БА и другие нейродегенеративные заболевания. Предполагается, что указанная патология с интенсивным старением обусловлена окислительным повреждением мембран. Происходит оно вследствие увеличенного образования Н₂О₂ в условиях повышенной активности SOD, ген которой локализован на 21-й хромосоме (Dabadie, Paccalin, 1991), т.е. названный негативный процесс, в конечном счете, реализуется по кислородно-перекисному механизму.

В данном разделе монографии не ставилась задача рассмотреть все пероксидативно-индуцируемые патологии, поскольку таких болезней много, а сколько их вообще – пока никто, по-видимому, не анализировал, Однако, несмотря на очевидные здесь трудности, в ближайшей перспективе, по мере накопления соответствующих материалов, такое глобальное обобщение, похоже, станет актуальным и необходимым.