Патология болезни Альцгеймера

Патология болезни Альцгеймера
Иллюстрация
Макколл Сарретт

Будь то забывание 20 лет вашей жизни или раз в пять минут один и тот же разговор только для того, чтобы забыть об этом каждый раз, ухудшение памяти может серьезно сказаться на повседневной жизни. Это может быть одним из самых запутанных аспектов нейродегенерации и является ключевым симптомом деменции.

Болезнь Альцгеймера, также известен как AD, является наиболее распространенной формой деменции, характеризующейся когнитивными трудностями и потерей памяти. В настоящее время не существует официальной клинической методики диагностики АД, кроме вскрытия. Тем не менее, есть две характерные особенности ткани мозга пациентов с болезнью Альцгеймера: амилоидная бета (Ар) бляшки и нейрофибриллярные сплетения, оба из которых обеспечили значительное понимание патологии нейродегенерации.

«Нейрофибриллярные клубки возникают из-за дефекта белков, называемых тау-белками».

Aβ является белком, который получается в результате расщепление белков of Амилоидный белок-предшественник (APP). Это означает, что APP разрезается на более мелкие фрагменты, одним из которых является фрагмент Aβ. APP разрезается на эти кусочки ферментами, называемыми секретазами, основная роль которых заключается в расщеплении этих белков. Существуют различные секретазы, но есть одна, значимая для патологии болезни Альцгеймера - гамма-секретаза. Гамма-секретаза продуцирует особую форму Aβ: Aβ-42, наиболее токсичную форму белка. После распада эти фрагменты белка начинают собираться в пространстве вне клеток. Ключ к токсичности этих белков заключается в том, что они типично «липкие», поэтому они начинают образовывать агрегаты. Эти агрегаты продолжают развиваться, и вскоре эти бета-амилоидные бляшки появляются повсеместно, значительно нарушая функцию нейронов.

Патология болезни АльцгеймераРисунок Макколл Сарретт

Это влияние Aβ на неврологическую функцию привело к Амилоидная гипотезаХорошо известная теория, предлагающая объяснение нейродегенерации при болезни Альцгеймера.

Теперь для второй ключевой характеристики: нейрофибриллярные клубки. Нейрофибриллярные клубки возникают из-за дефекта белков, называемых тау-белками. Белки тау служат мостом между структурами, называемыми микротрубочками внутри клетки. Микротрубочки являются поддерживающими молекулами, которые обеспечивают форму и структуру клеток, в частности, аксонов. Белки тау помогают этим микротрубочкам обеспечить структуру аксонов. Тем не менее, в случае Болезнь АльцгеймераНейродегенеративное заболевание, характеризующееся потерей нейронов i ..., тау-белки отделяются и накапливаются в клеточном теле, иначе известном как сома. Это вызывает дегенерацию аксонов, что еще более затрудняет общение нейронов. Эта трудность в нейрональном общении схожа с эффектами бета-амилоида; однако важно отметить, что эти клубки сильно отличаются от бляшек, обсуждавшихся ранее, тем, что они влияют на связь внутри клетки, а не снаружи.

«Ученые до сих пор не уверены в точном механизме, ответственном за патологию болезни Альцгеймера».

Хотя оба являются чрезвычайно влиятельными, Aβ и тау не являются единственными соответствующими факторами, когда дело доходит до патологии болезни Альцгеймера. Исследования показали, что аполипопротеин E (APOE) ген может быть столь же влиятельным, как Aβ. Существует три основных варианта, которые кодируют белки: ApoE2, ApoE3 и ApoE4. Было показано, что ApoE4 коррелирует с уменьшением синаптической обрезки, в то время как ApoE2 приводит к увеличению. Обе формы влияния астроциты (важный глиальные клетки внутри нервной системы) и соотносятся с их скоростью фагоцитоза, процессом, с помощью которого астроцитыЗвездообразные глиальные клетки, которые выполняют ряд функций, охватывают клеточный материал. Каждый вариант ApoE напрямую влияет на эту скорость фагоцитоза, ApoE2, что приводит к увеличению, и ApoE4, уменьшение. Это говорит о том, что астроциты могут быть менее способны «убирать» осколки, плавающие в клетке, когда коррелируют с ApoE4. Таким образом, когда эти бляшки накапливаются, генотип ApoE4 может предотвращать клиренс этих агрегатов, способствуя дегенерации.

Бета-амилоид, тау и различные гены работают вместе, вызывая серьезную проблему связи между клетками, которая по сути является болезнью, которую мы знаем как болезнь Альцгеймера. Такая нейродегенерация наиболее распространена в областях мозга, связанных с обучением и памятью, но в конечном итоге распространяется по всему мозгу. С этим недостатком общения происходит потеря синапсов и, в конечном итоге, уменьшение мозговой материи. Таким образом, нормально видеть уменьшение мозговой ткани на МРТМагнитно-резонансная томография, техника для наблюдения за структурой по мере прогрессирования заболевания, показывает, что болезнь Альцгеймера буквально сокращает мозг. Наши современные модели обучения и состояния памяти, которые синапсы играют ключевую роль в этих процессах, обеспечивая возможное объяснение того, как эта патология соотносится с основными симптомами AD, такими как потеря памяти.

Ученые до сих пор не уверены в точном механизме, ответственном за патологию болезни Альцгеймера. Многие инновационные методы были исследованы в попытке получить дополнительные знания об этой патологической точке, один из которых - биомаркеры спинномозговой жидкости (CSF).

Уровни Aβ и тау могут быть измерены в CSF с помощью процедуры, называемой люмбальной пункцией, которая собирает спинномозговую жидкость. Повышенные уровни тау и пониженные уровни Aβ наблюдаются у пациентов с болезнью Альцгеймера. Это является результатом накопления Aβ в мозге, что, в свою очередь, приводит к снижению концентрации в CSF. Эти данные свидетельствуют о том, что в будущем врачи и ученые смогут прогнозировать когнитивное состояние пациента, изучая уровни белка в СМЖ.

В настоящее время нет окончательного лечения болезни Альцгеймера. Тем не менее, растущее знание патологических белков, связанных генов и текущих научных исследований дает надежду на эффективное лечение в будущем.

Какой прорыв, по вашему мнению, нужен медицине для лечения болезни Альцгеймера? Дайте нам знать об этом в комментариях!

Эта статья первоначально появилась на Зная нейроны?

Об авторе

Хайла Блэк - новичок в нью-йоркском университете в Шанхае, который планирует объявить специализацию в области нейронных наук, а в области наук о данных - специализацию с искусственным интеллектом. В будущем она надеется получить степень доктора медицины и доктора наук и стать нейробиологом, изучающим молекулярные аспекты обучения и памяти. В свободное время Хайла с удовольствием работает с инициативой MYELIN в рамках IYNA, а также читает любые материалы, связанные с нейронаукой. Помимо изучения неврологии, она любит бегать, преподавать в местных начальных школах, решать математические задачи и пить огромное количество кофе.

Книги по этой теме

{amazonWS: searchindex = Книги; ключевые слова = болезнь Альцгеймера; maxresults = 3}

дело

Lacor, PN, Buniel, MC, Furlow, PW, Clemente, AS, Velasco, PT, Wood, M.,. , , Кляйн, WL (2007, январь 24). Aβ олигомер-индуцированные аберрации в Synapse Состав, форма и плотность обеспечивают молекулярную основу для потери связи при болезни Альцгеймера. Полученное из http://www.jneurosci.org/content/27/4/796

Мерфи, М.П. и Левайн Х. (2010). Болезнь Альцгеймера и β-амилоидный пептид. Журнал Болезни Альцгеймера: JAD, 19(1), 311. http://doi.org/10.3233/JAD-2010-1221

О'Брайен, RJ & Wong, PC (2011). Процессинг белка-предшественника амилоида и болезнь Альцгеймера. Ежегодный обзор неврологии, 34, 185-204. http://doi.org/10.1146/annurev-neuro-061010-113613

Chung, W.-S., Verghese, PB, Chakraborty, C., Joung, J., Hyman, BT, Ulrich, JD, ... Barres, BA (2016). Новая аллель-зависимая роль APOE в контроле скорости синапсСвязи между нейронами, откуда сигнал передается на ... обрезку астроцитами. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 113(36), 10186-10191. http://doi.org/10.1073/pnas.1609896113

Зеттерберг, Х. (2009, август 19). Амилоид β и APP как биомаркеры болезни Альцгеймера. Полученное из https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0531556509001594?via=ihub

enafarZH-CNzh-TWtlfrdehiiditjamsptrues

Следуйте за InnerSelf

Google плюс значокfacebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

Следуйте за InnerSelf

Google плюс значокfacebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}