Мозок зазвичай зменшується до певної міри при здоровому старінні, але, не втрачає нейронів у великій кількості. Однак при хворобі Альцгеймера пошкодження є більш обширним, оскільки багато нейронів перестають функціонувати належним чином, втрачають зв'язки з іншими нейронами і врешті-решт гинуть. Хвороба Альцгеймера порушує процеси, життєво важливі для нейронів та їхніх мереж, включаючи комунікацію, метаболізм і відновлення.
Спочатку хвороба Альцгеймера зазвичай пошкоджує зв'язки між нейронами в ділянках мозку, що відповідають за пам'ять, включаючи енторінальну кору і гіпокамп. Пізніше хвороба вражає ділянки кори головного мозку, що відповідають за мову, мислення та соціальну поведінку. Зрештою, багато інших ділянок мозку та навколишніх нейронів пошкоджуються і перестають нормально функціонувати. З часом людина з хворобою Альцгеймера поступово втрачає здатність жити і функціонувати незалежно.
Які основні характеристики мозку при хворобі Альцгеймера?
До початку 2000-х років єдиним надійним способом дізнатися, чи була у людини хвороба Альцгеймера або інша форма деменції був перегляд молекулярних і клітинних змін у тканинах мозку під мікроскопом після смерті. Завдяки прогресу в дослідженнях, діагностика, включаючи ПЕТ-сканування мозку і аналізи крові, тепер доступна, щоб допомогти лікарям виявити біомаркери, пов'язані з деменцією живої людини, що дозволяє ставити більш точні і ранні діагнози. Тривають дослідження, щоб визначити, які зміни можуть спричинити хворобу Альцгеймера, а які можуть бути наслідком хвороби.
Амілоїдні бляшки
Білок бета-амілоїд, який бере участь у розвитку хвороби Альцгеймера, утворюється в результаті розпаду більшого білка, який називається попередником амілоїду. Він існує в декількох різних молекулярних формах, які накопичуються між нейронами. Особливо токсичною вважається форма бета-амілоїду 42. У мозку при хворобі Альцгеймера аномальні рівні цього природного білка накопичуються разом, утворюючи бляшки, які порушують роботу клітин.
Дослідження розвиваються, щоб краще зрозуміти, як і на якій стадії хвороби різні форми бета-амілоїду впливають на хворобу Альцгеймера. Ліки, які впливають на бета-амілоїд, також вивчаються як потенційні засоби лікування хвороби. Два антиамілоїдні препарати, леканемаб і донанемаб, отримали повне схвалення Управління з контролю за продуктами і ліками США (FDA) для лікування ранньої стадії хвороби Альцгеймера. Ці препарати допомагають зменшити кількість амілоїдних бляшок, а дослідження показали, що вони можуть сповільнити прогресування когнітивних порушень, пов'язаних з хворобою Альцгеймера, у деяких людей.
Нейрофібрилярні клубки
Нейрофібрилярні клубки - це аномальні скупчення тау-білка, які накопичуються всередині нейронів. Здорові нейрони частково підтримуються зсередини структурами, які називаються мікротрубочками, що допомагають направляти поживні речовини і молекули від тіла клітини до аксона і дендритів. У здорових нейронах тау-білок зазвичай зв'язується з мікротрубочками і стабілізує їх. Однак при хворобі Альцгеймера аномальні хімічні зміни призводять до того, що тау-білок відривається від мікротрубочок і приєднується до інших молекул тау-білка, утворюючи нитки, які з часом з'єднуються, утворюючи клубки всередині нейронів. Ці клубки блокують транспортну систему нейрона, що порушує синаптичний зв'язок між нейронами.
Нові дані свідчать про те, що пов'язані з хворобою Альцгеймера зміни мозку можуть бути результатом складної взаємодії між аномальними тау- і бета-амілоїдними білками та кількома іншими факторами. Виявляється, аномальний тау-білок накопичується в певних ділянках мозку, що відповідають за пам'ять. Бета-амілоїд збирається в бляшки між нейронами. Коли рівень бета-амілоїду досягає критичної позначки, відбувається швидке поширення тау-білків по всьому мозку.
Втрата нейронних зв'язків і дисфункція клітин
При хворобі Альцгеймера, коли нейрони пошкоджуються і перестають працювати належним чином по всьому мозку, зв'язки між мережами нейронів можуть розриватися, і багато ділянок мозку починають зменшуватися. На останніх стадіях хвороби Альцгеймера цей процес, який називається атрофією мозку, набуває масового характеру, що призводить до значної загибелі клітин і спричиняє втрату об'єму мозку.
Хронічне запалення
Дослідження показують, що хронічне запалення може бути викликане накопиченням і шкідливими виділеннями несправних гліальних клітин. Здорові гліальні клітини допомагають "очищати" мозок від "сміття". Тип гліальних клітин, який називається мікроглія, поглинає і знищує відходи і токсини в здоровому мозку. Коли мікроглія не в змозі очистити мозок від "відходів" та скупчень білків, включаючи бета-амілоїдні бляшки, може розвинутися хвороба Альцгеймера. Дослідники намагаються з'ясувати механізми того, як і чому мікроглія виходить з ладу.
Одне з досліджень фокусується на білку TREM2, який є важливим для належного функціонування мікроглії під час різних захворювань, включаючи нейродегенеративні захворювання. Коли TREM2 не функціонує нормально, між нейронами накопичуються бляшки. Астроцити - інший тип гліальних клітин - отримують сигнал, щоб допомогти очистити накопичення бляшок та іншого клітинного сміття. Несправна мікроглія та астроцити збираються навколо нейронів, але не виконують свою функцію очищення. Вони можуть виділяти хімічні речовини, які викликають хронічне запалення і ще більше пошкоджують нейрони, які вони покликані захищати.
Кровоносні судини та розвиток хвороби Альцгеймера
Люди з деменцією іноді одночасно мають ряд судинних проблем - проблем, які впливають на кровоносні судини, таких як відкладення бета-амілоїду в артеріях мозку, атеросклероз і мікро-інсульти - поєднання, яке може негативно вплинути на здоров'я мозку. Серцево-судинні проблеми, такі як високий артеріальний тиск, діабет та інсульт, можуть пошкоджувати кровоносні судини і зменшувати надходження кисню та поживних речовин до тканин мозку, що призводить до комбінованого пошкодження і підвищеного ризику судинних форм деменції.
У людей з хворобою Альцгеймера порушення спеціалізованих білків-транспортерів у гематоенцефалічному бар'єрі може перешкоджати проникненню глюкози в мозок і виведенню токсичних бета-амілоїду і тау-білків. Це призводить до запалення, яке може ще більше погіршити патологічні зміни в мозку. Нещодавні дослідження підкреслили зв'язок між метаболізмом глюкози в мозку і багатьма аспектами хвороби Альцгеймера, включаючи гендерні відмінності в ризику і тяжкості захворювання. Дослідники продовжують вивчати потенційні втручання, щоб перервати цей складний і руйнівний цикл.
Як зміни в мозку впливають на людей з хворобою Альцгеймера?
Вчені продовжують розгадувати складні молекулярні та клітинні зміни, пов'язані з хворобою Альцгеймера, і те, як вони призводять до характерних симптомів захворювання. Оскільки зміни спочатку зачіпають ділянки мозку, які необхідні для формування нових спогадів, проблеми з пам'яттю, як правило, є однією з перших ознак когнітивних порушень, пов'язаних з хворобою Альцгеймера. З часом до процесу залучаються додаткові ділянки мозку, що призводить до поглиблення проблем з мисленням, міркуваннями та пам'яттю. На пізніх стадіях хвороби пошкодження мозку стає настільки поширеним, що людина більше не може спілкуватися і залежить від стороннього догляду.