Александр Беляков: «Рекомендуется не переставать учиться»

— Под этим термином подразумевается целая группа заболеваний. У них могут быть разные причины или комплекс причин — наследственность, факторы среды и образ жизни, возраст. Как понятно из названия, в результате что-то «портится» в телах нервных клеток и их отростках, эти клетки перестают работать или гибнут, что приводит к нарушению памяти, познавательных процессов и двигательной дисфункции.

— Пагубные изменения происходят в мозге человеке или в нервной системе?

— Мы говорим о болезнях нервной системы в целом, но локализованы очаги нейродегенерации могут быть в разных местах. Так, например, при полинейропатиях поражается в основном периферическая нервная система, но если говорить о таких известных заболеваниях, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, то тут изменения наступают в коре головного мозга и важных подкорковых структурах. Могут страдать даже определенные типы нервных клеток: при болезни Паркинсона, например, это нейроны черной субстанции, производящие дофамин.

— Болезни Паркинсона и Альцеймера известны, но есть и какие-то другие, верно?

— Болезни Паркинсона и Альцгеймера широко известны не случайно, они встречаются на один-два порядка чаще, и денег на лечение и содержание больных выделяется пропорционально больше. Да, есть и другие заболевания: достаточно известная благодаря сериалу «Доктор Хаус» болезнь Хантингтона, менее известная, но более распространенная — деменция с тельцами Леви. Еще есть болезнь Пика, лобно-височная деменция, болезнь Крейтцфельдта-Якоба и другие. Есть смысл подразделять их по причинам возникновения и патогенезу. Так, например, рассеянный склероз, при котором повреждается оболочка нервных волокон, относится к аутоиммунным заболеваниям; болезнь Хантингтона связана с пороговым накоплением копий особых мутаций в гене, кодирующем регуляторные белки нервных клеток; болезнь Альцгеймера стоит в ряду таупатий, при которых нарушается работа белка, отвечающего за внутриклеточный «транспорт». В результате «дороги» сплетаются в нейрофибриллярный клубок, заполняющий собой весь нейрон. При этом должен внеклеточно накапливаться и другой известный белок, бета-амилоид, что также имеет много патогенных последствий для работы соседних нейронов. При болезни Паркинсона тоже что-то неладное происходит с белками, а именно агрегируется патологическая форма белка альфа-синуклеина, в норме вовлеченного в передачу нервного сигнала.

— А какие симптомы? К каким сигналам человек должен прислушаться?

— Если нужно «прислушаться», то, вероятно, имеются в виду ранние стадии заболеваний: доклиническая и первые стадии умеренных когнитивных расстройств и двигательных нарушений. У болезни Альцгеймера это будет легкая потеря кратковременной памяти, часто маскирующаяся под симптомы нормального старения. Сильнее всего отличия заметны в диагностических тестах на пространственную память и пространственное обучение. Сам человек жалуется на забывание недавних событий, быстрое утомление при умственной работе. При болезни Паркинсона ранними симптомами могут являться потеря обоняния, тремор, изменения почерка, ригидность мышц. Если к симптомам прибавить депрессию и беспокойный сон, то примерно четверть читателей, вне зависимости от возраста, немного напряжется. Всё не так просто. При наличии даже нескольких совпадающих симптомов морфологических коррелятов может и не найтись. И наоборот, благодаря современным подходам, основанным на анализе крови, спинномозговой жидкости, ПЭТ и МРТ, заболевание можно выявить еще за 20 лет, в бессимптомной стадии.

— Читала, что заболевания мозга называют эпидемией XXI века. Действительно ли такие болезни сейчас встречаются всё чаще? Это связано как-то с ритмом жизни современного человека или просто мы стали чаще выявлять их? Говорят, что через пару десятков лет болезни Паркинсона или Альцгеймера будут еще более распространены. Для этого есть предпосылки?

— Сегодня более актуальны другие эпидемии и даже пандемии. А если серьезно, то да, нейродегенеративные заболевания в XXI веке представляют существенную социальную и экономическую нагрузку для всех стран. В 2015 году в Европе болезнь Альцгеймера была признана третьей по распространенности причиной смерти, уступив лишь ишемической болезни сердца и инсульту. Ежегодно в мире тратятся около половины триллиона долларов на лечение и социальную помощь пациентам с болезнью Альцгеймера. При этом надо сказать, что на научные исследования в этой сфере денег выделяется на порядки меньше. В России около 1,8 миллионов человек страдают болезнью Альцгеймера. И это число будет расти, потому что увеличивается продолжительность жизни, а надо понимать, что если в возрасте 65 лет болеют 5-10% людей, то в возрасте после 85 лет уже 30-40%. С болезнью Паркинсона аналогичная картина, только цифры поменьше. Есть сообщения, что спорадическая (то есть ненаследственная) форма заболеваний «молодеет», всё чаще встречается в более раннем возрасте, но это действительно связано со множеством факторов: как высокой стрессогенностью и меняющейся экологической обстановкой, так и более ранней диагностикой.

— На них влияет и плохая экология?

— В спорадической форме болезни Альцгеймера существует множество факторов, стимулирующих развитие болезни. Есть канадское исследование, в котором установили корреляцию между степенью загрязнения воздуха, близостью дорог от места проживания, уровнем шума и количество зеленых насаждений и риском развития различных форм деменции, болезни Паркинсона, рассеянного склероза. Известно, что алюминий и марганец в токсических дозах являются триггерными стимулами для развития болезни Альцгеймера.

— А как лечить такие заболевания?

— Печальная новость заключается в том, что вылечиться от болезни Альцгеймера на данный момент невозможно. Можно ее рано диагностировать, можно скорректировать динамику заболевания. При этом исследователи не оставляют попыток найти «лекарства»: предлагалось более 500 методов лечения заболевания, но все они так или иначе не могут успешно перейти с мышиных или клеточных моделей на применение их в клинике на человеке. Отчасти поэтому часть перспективных проектов сейчас использует приматологические модели, более близкие к человеку. Для замедления хода болезни используют несколько направлений: поставка дефицитных нейромедиаторов в мозг, введение ингибиторов агрегации бета-амилоида, бета-амилоидная иммунотерапия, по сути, вакцинация, и ряд других.

— Может ли сам человек сделать что-то для предотвращения развития нейродегенеративных заболеваний?

— Много работ о том, что регулярное употребление рыбы, фруктов и овощей, а также средиземноморская диета, богатая жирными кислотами ряда омега-3, снижают риск нейродегенеративных заболеваний и болезни Альцгеймера в частности. Еще большой пласт исследований описывает ограничение потребляемых калорий как метод профилактики нейродегенеративных заболеваний.

Есть метаобзор 2019, года построенный на 32 исследованиях, в котором подтверждается, что добавление куркумина (содержится в куркуме, которую мы добавляем в еду) обращает вспять нейротоксические и поведенческие повреждения как в моделях болезни Альцгеймера in vivo, так и in vitro.
Кроме того, нужно стараться регулярно двигаться, больше гулять, поддерживать в норме вес, артериальное давление и уровень сахара в крови, а также избегать хронических стрессов.
И самое главное: наш мозг пластичен, и при наличии большого числа связей между нейронами функциональная нагрузка может эффективно перераспределяться в уже болеющем мозге. Но для этого нужен так называемый когнитивный резерв: поэтому рекомендуется не переставать учиться, все время открывать, а еще лучше создавать что-то новое, тем самым укрепляя и формируя новые нервные связи. Изучение иностранных языков тоже отдаляет появление когнитивных симптомов заболевания.

— Какие лаборатории института Павлова занимаются нейродегенеративными заболеваниями?

— В нашем институте в этой области, так или иначе, работает несколько лабораторий: Лаборатория нейрогенетики — генетические модели на дрозофилах, лаборатория эндокринологии — фармокологические подходы на крысах, лаборатория интероцепции, лаборатория движения — разные модели, и наша, лаборатория регуляции функций нейронов мозга — на крысах и приматах. Кроме того, наша лаборатория исторически связана с фармакологическим моделированием болезни Альцгеймера на приматах, в частности изучением нарушений сенсорной и когнитивной составляющих. Эти работы начинались еще под руководством Дудкина К.Н. Лаборатория сотрудничает с группой профессора Тёрнера А. и Наливаевой Н.Н. из Англии в направлении изучения роли гипоксических воздействий в протекции нейродегенеративных заболеваний на крысах. Я последние семь лет работаю на нечеловекообразных приматах, на модели нормального возрастного когнитивного угасания. В нашей работе на приматах используются различные тесты на внимание, объектную и пространственную кратковременную память обезьян и тестируется благотворное влияние умеренной гипобарической гипоксии на когнитивные процессы (есть наш патент и статьи о ее эффективности). В этом году вышла наша обзорная статья по механизмам возрастного когнитивного угасания на приматах, и сейчас я готовлю аналогичную статью по подходам к изучению болезни Альцгеймера. Основное направление моей работы — это разработка методов тестирования и коррекции когнитивных функций на животных моделях, прежде всего на макаках резус.

— Животные тоже болеют?

— Болеют, но не все и не так, как люди. Например, при работе на мышах и крысах, изначально не болеющих болезнью Альцгеймера, используют трансгенные линии, у которых присутствует мутантные формы гена пресенилина I человека (PS1) или предшественника бета-амилоида (APP), или ряда других. Так можно моделировать и другие болезни. С обезьянами в чем-то проще. У обезьян присутствуют Альцгеймер-подобные заболевания: в частности, образуются бета-амилоидные бляшки, а в позднем возрасте обнаруживается гиперфосфорилированный тау-белок и формируются нейрофиблиллярные клубки. У разных видов картина своя, и она по-разному коррелирует с когнитивными изменениями, но недавно в статье 2019 годы иммуноцитохимическими методами продемонстрирована динамика таупатии, точно соответствующая I-IV стадиям, описанным Браком. Обезьян можно обучить решению когнитивных задач, стареющие животные в поведенческих тестах испытывают затруднения, как и пожилые люди, они живут достаточно долго — 35-40 лет, что позволяет наблюдать разные фазы течения болезни. Эти факторы делает их удобной моделью для исследования ненаследственной формы болезни Альцгеймера. Объединяя результаты когнитивных тестов с маркерами, выявляемыми в крови, спинномозговой жидкости и на МРТ, можно диагностировать тип когнитивной патологии животного.

— Расскажите о влиянии умеренной гипобарической гипоксии, о которой говорили выше, на когнитивные процессы? В чем суть этого метода?

— Одним из эффективных немедикаментозных нейропротекторных воздействий признается умеренная прерывистая гипоксия. Применяемое гипоксическое пре- или посткондиционирование приводит к неспецифической стимуляции множества проадаптивных систем от организменного до геномного уровней. Вариант такого немедикаментозного воздействия в форме серии сеансов барокамерной умеренной гипобарии (разрежение воздуха, эквивалентное подъему в горы на высоту 5000м) был применен на старых макаках резус с тестированием их когнитивного статуса до и после воздействия. Результат показал достоверное улучшение таких когнитивных характеристик, как доля ошибочных ответов, число отказов и время реакции при решении задач различения зрительных образов с задержкой ответа. Одной из возможных причин этого может быть стимуляция дофаминергичекой и глутаматергической сигнальных систем, а также выработки нейротрофичекских факторов, способствующих синаптической пластичности.

— Потенциально эти открытия можно будет адаптировать для человека? Ну, или мы хотя бы избавим от нейродегенеративных заболеваний приматов?

— Безусловно, эти исследования имеют прикладное значение и планируются к адаптации на людях. Предстоит скорректировать высотность воздействия, в частности, за счет совмещения его с фармакологической стимуляцией. Также мы проводим пилотные исследования на молодых приматах, чтобы понять, можно ли этот метод в сочетании с умственными тренировками использовать для стимуляции когнитивных функции условно здоровых молодых людей.

— Могут ли нейродегенеративные заболевания быть инфекционными или вирусными? Например, губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота — это ведь инфекционное заболевание? И таких много?

— Да, вы назвали одно из прионных заболеваний. Прионы — это инфекционные патогенны белковой природы, способные запускать превращение похожего на него нормального клеточного белка в себе подобный. Некоторые нейродегенеративные заболевания имеют такую природу: кроме названного, это еще болезнь Крейтцфельдта-Якоба и куру. Но что интересно, накапливающиеся при болезни Альцгеймера и Паркинсона белки бета-амилоида и альфа-синуклеина, а также ряд других, тоже могут быть прионами, то есть способны становиться «токсичными» и передавать свою «токсичную форму» по цепочке внутри нервной системы. Эта прионная гипотеза проверена на мышах: трансгенных мышей заразили болезнью Альцгеймера, используя экстракт гормона роста из мозга людей, страдавших от этого заболевания. Однако, надо заметить, что в человеческой популяции эти заболевания таким инфекционным образом не передаются, но знание этих механизмов может дать нам новые подходы в молекулярной диагностике и эффективной коррекции заболеваний.

— Предположим, мы все-таки сможем жить вечно — над этим сейчас много работает генетика. Но, объективно, готов ли к таким изменениям наш мозг?

— Вот об этом мы с Вами и говорили сейчас. Задача продления жизни должна идти рука об руку с задачей улучшения качества жизни, в том числе в когнитивной сфере, и над этими вызовами сейчас трудятся многие научные коллективы по всему миру.