Биохимические аспекты болезни Паркинсона

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

До настоящего времени этиология болезни Паркинсона до конца не выяснена. Нам полностью известны процессы, происходящие вследствие уже начавшейся дегенерации нейронов. На вопрос о том, что же является пусковым механизмом гибели клеток paleostriatum, окончательный ответ не найден. Не зная этиологии, мы не можем решить важнейшие задачи, такие как: ранняя диагностика, профилактика, эффективное лечение, действующее не на последствия дегенерации нейронов, а на сам пусковой механизм.

На сегодняшний момент выявлены некоторые факторы, влияющие на запуск гибели клеток экстрапирамидной системы: генетический фактор; старение; факторы окружающей среды; лекарственный фактор; сосудистые поражения головного мозга; инфекционный агент. Знание этих факторов важно для выявления групп риска, но оно не даёт нам полного ответа на вопрос этиологии. Согласно современной классификации, выделяют 3 основные группы заболеваний с паркинсонизмом: 1) первичный (идиопатический); 2) вторичный (сосудистый, токсический, посттравматический, постэнцефалитический, гидроцефальный, паранеопластический, лекарственный и др.); 3) при нейродегенеративных заболеваниях - «паркинсонизм плюс», при которых наблюдаются и другие неврологические нарушения: мозжечковые, пирамидные, вегетативные и др. Идиопатический паркинсонизм составляет 67-80%. [1]

Так что же лежит в основе паркинсонизма, который пока называется идиопатическим?

Попытаемся выдвинуть предположения об этиологии болезни Паркинсона, рассмотрев это заболевание на биохимическом и элементном уровне, доказать роль микроэлементов в пусковом механизме нейродегенерации при болезни Паркинсона, доказать связь изменений в биохимических показателях с изменениями в элементном статусе.

Академик Воронцов писал, что «коррекция дисбаланса макроэлементов и микроэлементов у больного может быть сопоставима с ролью генетических факторов в формировании здоровья».

Действительно, в настоящее время всё больше и больше открытий, подтверждающих роль нарушения баланса микроэлементов в развитии заболеваний.

На протяжении последних десятилетий была выяснена роль дисбаланса некоторых эссенциальных и токсичных микроэлементов в развитии Альцгеймера, эндемических энцефаломиелитов. Было обнаружено, что повышенное накопление алюминия (А1), свинца (РЬ), кадмия (Cd), марганца (Мп) и снижение концентрации цинка (Zn), селена (Se) являются одним из пусковых факторов поражения нейрофиламентов, цитоскелета и внутриклеточных органелл нейроглиальных элементов с финальным развитием апоптоза. [2]

Существуют некоторые факты, заставляющие задуматься над ролью химических элементов в этиологии БП.

1. В большинстве районах с высокой заболеваемостью болезнью Паркинсона ведётся разработка добычи марганцевых руд. Например: заболеваемость в Австралии составляет 414 на 100 тыс. нас., в Бразилии - 330 на 100 тыс.нас., в Китае - 522 на 100 тыс.нас., в Индии - 328,3 на 100 тыс.нас; [3]

А вот таблица, отражающая мировую добычу марганцевой руды : [4]

Табл. 1

паркинсон сосудистый селен

Взаимосвязь между заболеваемостью и добычей марганцевой руды очевидна.

2. У групп населения, которые в силу своей профессии контактируют с нейротропными химическими элементами наблюдается высокая частота заболевания (например, паркинсонизм сварщиков).

3. Токсическая энцефалопатия с синдромом паркинсонизма наркоманов, употребляющих суррогатные психоактивные вещества, содержащие марганец.

4. У большинства больных отмечается отклонение от нормы биохимических показателей, зависимых от Мn и его антагонистов (Cu, Zn, Se), а именно СОД-1, гормонов щитовидной железы, липопротеидов.

5. Исследования, проводившиеся ранее, доказывают нарушение элементного состава плазмы крови больных.

Давно изучено токсическое действие марганца на экстрапирамидную систему. А если задуматься о воздействии марганца на базальные ганглии не в токсической дозе, а при отклонении его от нормы в сторону повышения на элементном фоне организма? Подтвердив провоцирующую роль повышения марганца в пусковом механизме нейродегенерации, мы сможем найти ключ не только к ранней диагностики, но и к лечению путём коррекции элементного статуса.

В новом исследовании, которое было опубликовано в Journal of Neuroscience, ученые из Австралии, США и Великобритании в экспериментах на лабораторных животных продемонстрировали, что пероральный прием соединения меди значительно продлевает жизнь и повышает локомоторную функцию у трансгенных мышей с искусственно воспроизведенной болезнью Лу Герига (боковой амиотрофический склероз).

Джозеф Бекман (Joseph Beckman), заслуженный профессор биохимии и биофизики Колледжа Наук при Университете Орегона (OSU College of Science), полагает, что «после доработки и последующих клинических испытаний метода для оценки его безопасности и эффективности он может лечь в основу лечения бокового амиотрофического склероза и, возможно, болезни Паркинсона».

Известна значительная роль мутаций в гене супероксиддисмутазы-1 (SOD1) в этиологии заболевания. В норме супероксиддисмутаза является антиоксидантом, функционирование которого жизненно необходимо.

Когда ферменту не хватает молекул металла, т.е. кофермента, он теряет конформацию и становится токсичным, вызывая гибель моторных нейронов. Медь и цинк важны для стабилизации фермента. Восстанавливая необходимый баланс содержания меди в головном и спинном мозге, исследователи надеются стабилизировать супероксиддисмутазу-1 в ее зрелой форме, усилив функционирование митохондрий. Таким образом уже удалось продлить жизнь мышам, пораженным заболеванием, на 26%. Продолжая исследования, ученые надеются достичь еще больших результатов.

Блейн Робертс, сотрудник Университета Мельбурна (University of Melbourne, Австралия), заключает что «это исследование открыло ранее неизвестный путь к новому способу лечения болезни Лу Герига и других нейродегенеративных заболеваний». [5]

Намерение учёных применить данный принцип лечения в отношении болезни Паркинсона вполне понятно и оправдано, если отдать ведущую роль в этиологии марганцу, так как повышение марганца влечёт за собой снижение уровня цинка и меди, являясь их антагонистом. Известно, что в периферической крови при болезни Паркинсона изменяется уровень супероксиддисмутазы в сторону повышения его концентрации в эритроцитах. [6]

Заслуживает специального внимания вопрос о функциональном состоянии щитовидной железы при паркинсонизме. Изучение функционального состояния щитовидной железы у больных паркинсонизмом с помощью радиоактивного изотопа 131I часто выявляет снижение ее функциональной активности. В работе С. И. Савенко, Ю. Г. Прасола и И. Н. Марега обнаружена зависимость между снижением функций щитовидной железы и тяжестью течения паркинсонизма.

К основным элементам, регулирующим функцию щитовидной железы, относятся медь и селен. Медь участвует в гидроксилировании и окислении тирозина. Медь, в качестве металлоферментов, принимает участие в процессе перевода неорганического йода в органические соединения. Играет большую роль в обеспечении тиреоидного синтеза. При дефиците меди изменяется плотность коллоида щитовидной железы, а также снижается активность йодиназы, участвующей в присоединении йода к тирозину. Селен в виде селеноцистеина входит в состав фермента дейодиназы, участвующего в превращении в периферических тканях прогормона тироксина в активный гормон трийодтиронин. При его недостаточности происходит дисбаланс тиреоидных гормонов, проявляющийся в накоплении тироксина с одновременным снижением количества Т3 в щитовидной железе. С другой стороны, избыток селена приводит к блокировке конверсии Т4. [7]

Так как марганец является прямым антагонистом меди и частичным антагонистом селена, логична следующая цепочка: ^Mn>v Cu, Se >

1) нарушения гидроксилирования и окисления тирозина,

2) нарушение процесса перевода неорганического йода в органические соединения,

3) нарушение превращения тироксина в активный гормон трийодтиронин.

Были проведены исследования плазмы крови больных на микроэлементы. Анализы на содержание микроэлементов в плазме крови у больных болезнью Паркинсона и при синдроме сосудистого паркинсонизма подтвердили повышенный уровень марганца. (Данные научной работы к.м.н. Шакировой Е.Г. , 2006 год). Для доказательства ключевой роли в этиологии заболевания изменений в элементном статусе и в биохимических показателях планируется провести поперечное исследование страдающих болезнью Паркинсона, (исключая больных с сопутствующими патологиями печени, почек, с сахарным диабетом и аутоиммунными заболеваниями).

А именно:

1) исследовать элементный статус;

2) провести анализ на СОД-1, СОД-2, гормоны щитовидной железы, церулоплазмин.

3) проследить динамику изменений в зависимости от стадии заболевания.

4) выявить микроэлементы и бх-показатели, которые возможно было бы использовать как маркёры ранней стадии болезни.

5) разработать профилактические меры, осуществляемые через коррекцию элементного статуса.

Литература

1. Садоха К.А., Мазуренко Е.В. «Болезнь Паркинсона: некоторые аспекты патогенеза и эффективное лечение», журнал «Медицинские новости», №10, 2012

2. Ашмарин И. П., Стукалов П.В. Нейрохимия, М., изд-во института биомедицинской химии

3. Эпидемиология болезни Паркинсона в различных странах мира. (Байрамукова А.М, Ажахметова А.К. ,Карпов С.М.), журнал «Успехи современного естествознания». 2013. №9

4. Информационный бюллетень МЭРТ. Информационно-аналитический журнал «Металлургический бюллетень»,19 июня, 2007.

5. B. R. Roberts, N. K. H. Lim, E. J. McAllum, P. S. Donnelly, D. J. Hare, P. A. Doble, B. J. Turner, K. A. Price, S. Chun Lim, B. M. Paterson, J. L. Hickey, T. W. Rhoads, J. R. Williams, K. M. Kanninen, L. W. Hung, J. R. Liddell, A. Grubman, J.-F. Monty, R. M. Llanos, D. R. Kramer, J. F. B. Mercer, A. I. Bush, C. L. Masters, J. A. Duce, Q.-X. Li, J. S. Beckman, K. J. Barnham, A. R. White, P. J. Crouch. Oral Treatment with CuII(atsm) Increases Mutant SOD1 In Vivo but Protects Motor Neurons and Improves the Phenotype of a Transgenic Mouse Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis Journal of Neuroscience, 2014; 34 (23): 8021 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4196-13.2014

6. Wenning G.K., Litvan I. Is EEG useful in differential diagnosis of Parkinsonism. Parkinsonism and Related Dis 1998; 4: 79-80

7. Р.В. Кубасов, Е.Д. Кубасова «Современные представления о роли факторов внешней среды и дисбаланса биоэлементов в формировании эндемического зоба». Успехи современной биологии. -03/2009. - Том 129 №2. - С.181-190.

Размещено на Allbest.ru