Чтение онлайн

– повреждения свободными радикалами;

– дисфункция митохондрии;

– воспалительные процессы;

– эксайтотоксичность.

Повреждения, вызванные свободными радикалами. Свободные радикалы представляют собой очень маленькие структуры – вид молекулы или атома с неспаренным, ненасыщенным электроном на внешней орбите. Они нестабильны и легко вступают в химические реакции и во взаимодействия с другими субстанциями внутри клетки. Сталкиваясь с молекулами клетки, свободный радикал проявляет свою агрессивность, отнимая у них электрон и, тем самым, изменяет их структуру и функции. Пострадавшие молекулы в свою очередь стремятся отнять недостающий электрон у других неповрежденных молекул, вследствие чего развивается разрушительная цепная реакция, губительно действующая на живую клетку. Такие цепные реакции с участием свободных радикалов могут являться причиной возникновения и развития многих опасных заболеваний.

Свободные радикалы образуются множеством способов и имеют различные функции – причем не все отрицательные. Например, они помогают бороться с инфекциями, когда посредством свободных радикалов некоторые виды белых кровяных телец убивают бактерии. Однако в целом, свободные радикалы приносят организму вред.

Самый распространенный тип свободных радикалов образуется из кислорода (супероксидного иона). Большинство кислородных радикалов клетки возникают в митохондрии как побочные продукты на энергетическом пути. При нормальных условиях кислородные радикалы находятся внутри митохондрии, однако, как уже указывалось выше, если митохондрия повреждается, то свободные радикалы просачиваются сквозь нее и могут повредить клетку.

Свободные радикалы кислорода при здоровом обмене веществ появляются постоянно: например, в процессе дыхания клетки. От 1 до 2 % кислорода не полностью преобразуются в митохондрии в СO2 (углекислый газ) и Н2O (воду), а превращаются в агрессивные свободные радикалы. При разрушении жиросодержащих клеточных мембран и при повреждении синапсов также образуются свободные радикалы, более того, их производят и клетки микроглии, защищающие и питающие нейроны мозга.

К другим видам свободных радикалов относятся пероксид водорода, гидроксильный ион, оксид азота.

Свободные радикалы производятся в большом количестве в том случае, когда железо находится в свободной реактивной форме, и концентрация его значительно превышает норму. Негативное действие свободных радикалов провоцирует воспалительные процессы в мышечных, соединительных и других тканях и может быть одной из причин старения.

Организм снабжен многочисленными защитными системами для предотвращения повреждений, вызываемых свободным радикалами. К ним относятся энзимы, которые превращают свободные радикалы в безвредные молекулы. Также некоторые витамины, например витамин Е, выполняют защитную функцию, предотвращая вредные повреждения, вызываемые свободными радикалами.

Многие биохимические изменения в черной субстанции людей, больных БП, представляют собой не что иное, как повреждения клеток избыточным количеством свободных радикалов. Подобные повреждения наблюдаются в тканях и в случае других расстройств, таких как, например, ревматоидный артрит, болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона. Таким образом, такие повреждения характерны не только для БП, но и для других заболеваний.

Дисфункции митохондрии. Как было упомянуто выше, митохондрия выполняет важную функцию в производстве энергии для метаболизма в клетке. Кроме того, как недавно было установлено, митохондрия сообщает о гибели клетки посредством снижения своих функций.

Мы уже упоминали, что основываясь на исследовании нейротоксина МРТР, были изучены функции митохондрий в черной субстанции больных БП после их смерти. В результате был обнаружен дефицит complex I (синтезирующего энергию энзима). Таким образом, была не только доказана прямая связь между БП и нейротоксином МРТР, но и возникло предположение о вредном воздействии на мозг свободных радикалов и поврежденной митохондрии.

Аномальные митохондрии были обнаружены у больных БП в крови, а также в мышцах некоторых пациентов, связанных с определенными видами производственной деятельности. Это свидетельствует о том, что наличие дисфункции митохондрии не обязательно может быть выявлено только в мозге больных БП.

На сегодняшний день установлено влияние токсической окружающей среды и наследственности на дисфункцию митохондрии при БП. Исследования идентифицировали пестициды как один из факторов риска возникновения этого заболевания, поскольку они угнетают энзим complex I митохондрий. Например, гербицид ротенон представляет собой сильный и специфический ингибитор complex I. Частая работа с ротеноном приводит к дефициту complex I, что влечет за собой возникновение БП.

Действие ротенона было подтверждено опытами на крысах. Им вводили небольшие дозы ротенона в течение приблизительно месяца, в результате чего возникали аномальные изменения в мозге, которые были схожи с изменениями, обнаруженными у пациентов с БП. В ходе экспериментов было установлено влияние аномальной функции митохондрии на течение БП и подтвердилось предположение, что некоторые гербициды и пестициды могут способствовать заболеванию. Однако контакт с ними не обязательно приводит к заболеванию.

ОРГАНИЗМ СНАБЖЕН МНОГОЧИСЛЕННЫМИ ЗАЩИТНЫМИ СИСТЕМАМИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫХ СВОБОДНЫМ РАДИКАЛАМИ.

Теория влияния повреждений митохондрий на возникновение БП получила также поддержку в ходе исследований, установивших, что белковые мутированные образования некоторых генов, вызывающих заболевание, находятся в митохондрии. К ним относятся паркин, DJ1, PINK, альфа-синукпеин, LRRK2.

Основываясь на имеющихся данных, многие исследования сфокусированы сейчас на вопросах о том, каким образом митохондрия способствует болезни и можно ли получить лекарство, восстанавливающее функцию митохондрии.

Как уже не раз упоминалось, заболевание вызывает, скорее всего, комплекс причин. Поэтому влияние свободных радикалов и токсической окружающей среды на дисфункцию митохондрии можно рассматривать только как возможные варианты. Не исключены и другие причины заболевания, которые вовлечены в каждый из этих процессов.

Воспалительные процессы. Воспаление – это чаще всего реакция защитной системы организма на повреждения клеточных структур, направленная как на устранение повреждения и самого патогенного агента, так и на восстановление поврежденной структуры. В воспаленной зоне увеличивается прилив крови, вследствие чего появляется краснота. Белые кровяные тельца (лейкоциты), выполняющие защитную функцию организма, с усиленным кровотоком поступают в поврежденное место. Проникая в межклеточное пространство, лейкоциты уничтожают вредные агенты и поврежденные клетки. В этой борьбе лейкоциты сами погибают в больших количествах, образуя гной.

Воспаления чаще всего встречаются при инфекциях, однако они также наблюдаются в мозге людей с определенными нейродегенеративными расстройствами. Скорее всего, воспаление клеток черной субстанции людей больных БП свидетельствует о реакции на аномальные процессы в этой части мозга и не является прямой причиной заболевания. В любом случае, воспалительные изменения могут повреждать нервные клетки, поэтому борьба с воспалениями может снизить или предотвратить развитие нейродегенеративных аномалий. На основе новых исследований ученые пришли к выводу, что риск заболеть БП был меньшим у тех людей, которые принимали противовоспалительные препараты.

Эксайтотоксичность. Эксайтотоксины представляют собой нейромедиаторы, способные гиперактивировать NMDA– и АМРА-рецепторы, и вызывать тем самым патологический процесс – «эксайтотоксичность» (от англ, to excite – возбуждать), ведущий к повреждению или гибели клеток.

Например, возбуждающий нейромедиатор глутамат может вызывать повреждение и смерть нейронов, производящих допамин. Эксайтотоксичность глутамата способствует повышенному накоплению в клетке ионов кальция, что вызывает перевозбуждение клетки и ведет к ее гибели. Причинами эксайтотоксичности глутамата могут быть ухудшение энергетического метаболизма, действие свободных радикалов оксида азота и оксидативный стресс в нейронах черной субстанции. Следует отметить, что диета, согласно последним исследованиям, не оказывает никакого влияния на содержание глутамата в мозге.