людей распыляемых веществ, защищающих растения от насекомых, до сих пор, однако, не имеется. Предпринятые исследования с целью определить частоту заболеваний среди людей, занимающихся сельским хозяйством, также не установили однозначную зависимость между этими веществами и болезнью.
Роль свободных радикалов и воспалительных процессов
При разрушении клеток вредными веществами, такими как МРТР, возникает так называемый «оксидативный (окислительный) стресс». Обычно нервные клетки обладают достаточной защитой для быстрого уничтожения вредных агрессивных продуктов. Но если равно-весне между возникновением свободных радикалов и их уничтожением нарушено, возникает большое количество агрессивных субстанций, что ведет к гибели нервных клеток. В сравнении с другими областями мозга, черная субстанция особенно подвержена влиянию оксидативного стресса. Новые исследования указывают на то, что на оксидативный стресс оказывают влияние также воспалительные процессы, происходящие в нервных тканях, так называемых Glia.
Исследования яда МРТР, разрушающего нервные клетки, привели к объяснению процессов обмена веществ в черной субстанции. Так, например, наряду с изменениями в черной субстанции у пациентов с БП обнаруживают увеличение содержания железа. Возможно, такие отложения не являются прямой причиной заболевания, поскольку повышение уровня железа часто отмечают в поврежденных тканях. Тем не менее, если железо находится в большой концентрации и легко вступает в химические реакции с другими клеточными образованиями, оно может значительно повысить производство вредных свободных радикалов. Ученые, таким образом, приходят к выводу, что железо может способствовать повреждению клеток мозга.
Образование агрессивных свободных радикалов, атакующих оболочку нервных клеток, как мы уже упоминали, ведет к оксидативному стрессу посредством энзима (фермента) МАО-В и процессов окисления, при котором происходит разрушение допамина.
Попадая в митохондрию, так называемую «энергетическую фабрику» клетки, нейротоксин МРР+, уже трансформированный из МРТР, подавляет действие энзима complex I. В результате, уже на начальном этапе пути, по которому доставляется энергия к клетке, происходят нарушения. И возможно, такое подавление энзима complex I приводит к гибели нервной клетки.
Исследования мозга больных БП после их смерти четко показали недостаточную активность complex I в черной субстанции, независимо от того, что послужило причиной развития заболевания. Такие исследования привлекли внимание ученых к роли аномалий митохондрий в развитии БП. Уже установлено, что некоторые генные формы БП вызываются генами, регулирующими производство белков митохондрий[7].
Некоторые исследования показали, что активность complex I снижена в тромбоцитах и мышцах. Предполагают, что эти знания можно использовать для выявления заболевания еще до развития симптомов.
Митохондрия производит в клетке большинство свободных радикалов. Их количество обычно контролируется и не наносит вреда клетке. Однако, если в работе митохондрии происходит сбой, то производство свободных радикалов увеличивается. Они просачиваются в клетку, вызывая повреждения других митохондрий и структур. Такой процесс прогрессивен и необратим.
НОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УКАЗЫВАЮТ НА ТО, ЧТО НА ОКСИДАТИВНЫЙ СТРЕСС ОКАЗЫВАЮТ ВЛИЯНИЕ ТАКЖЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В НЕРВНЫХ ТКАНЯХ, ТАК НАЗЫВАЕМЫХ GLIA.
При исследовании мозга больных было обращено внимание также на значение кальция для нормального функционирования и контроля процесса обмена веществ в клетке. Если уровень кальция в нервной клетке отклоняется от нормы, происходит ее повреждение. Такой дисбаланс, возможно, является результатом повреждений митохондрии, поскольку она является одним из важных накопителей кальция.
Как уже неоднократно упоминалось, исследования мозга больных БП показывают наличие очевидных воспалений в черной субстанции. Такие изменения не являются специфическими для БП – они обнаруживаются и при других дегенеративных заболеваниях нервной системы. Сомнительно, что воспаления могут быть главными причинами БП, скорее всего они возникают как реакция на аномальные изменения в черной субстанции. Тем не менее, как и в случае с изменением уровня железа и кальция, воспаления могут способствовать повреждению клетки.
Таким образом, всеобъемлющее исследование мозга является необходимым в случае возникновения симптомов паркинсонизма. Оно выявляет возможные причины заболевания, что важно для назначения правильного и своевременного лечения пациента, направленного на снижение темпа развития болезни.
Аномальные биохимические процессы
Учитывая вышесказанное, британский профессор Т. Шапиро (Т. Schapiro) выделяет следующие биохимические аномальные процессы, ведущие к разрушению черной субстанции:
– 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,
