Мы помним, что свободные радикалы (супероксиды) образуются при выпадении электронов из ЭТЦ и вступлении их в реакцию с кислородом. Нарушение нормальной работы комплекса I повышает интенсивность утечки электронов, что, в свою очередь, способствует формированию все новых свободных радикалов. В конечном счете все это приводит к прекращению синтеза АТФ (напоминаю, что комплекс I — это основной очаг образования свободных радикалов). По мере нейтрализации супероксидов происходит формирование пероксида водорода. Однако при расщеплении пероксида водорода вместо воды может появиться свободный радикал гидроксил. Эти данные согласуются с тем фактом, что концентрация гидроксилов повышается при угнетении комплекса I. Вопрос заключается в причине появления этих свободных радикалов вместо воды. Отгадка кроется в восстановленной форме иона железа (Fe2+), который и катализирует превращение пероксида водорода в гидроксил. Учитывая это обстоятельство, исследователям следует уделить особое внимание возможной корреляции между отложениями железа в тканях головного мозга и развитием, а также частотой распространения болезни Паркинсона.
Результаты исследования роли дисфункции митохондрий в синдроме Паркинсона поставили вопросы о широко распространенном методе лечения с помощью ДОФА-содержащих лекарственных средств. Эти препараты прописываются врачами в рамках традиционной медицины благодаря их способности снимать симптомы паркинсонизма (по крайней мере, на какое-то время), однако они не устраняют причины этой болезни. Есть доказательства, что ДОФА-содержащие лекарства на самом деле могут усугублять положение вещей в плане некоторых глубинных причин синдрома Паркинсона. Весьма вероятно, что наступило время переосмыслить преимущества и недостатки терапии с использованием ДОФА-содержащих лекарственных препаратов. Хорошо известно, что со временем она теряет свою эффективность, и симптомы болезни возвращаются с неумолимостью палача. Стоит ли игра (временное симптоматическое облегчение) свеч (ускоренного прогрессирования болезни и повышения ее тяжести)?
Митохондрии больных синдромом Паркинсона также характеризуются некоторым (хотя и умеренным) угнетением активности комплекса III (второго по значению очага формирования супероксидов).
Кроме того, исследователи отмечают сравнительный дефицит в митохондриальных матриксах этих больных альфа-кетоглутарат-дегидрогеназного комплекса (KGDHC; ключевого фермента цикла Кребса). Этот фермент производит молекулы НАДН для комплекса I. Ученые выявили существенное уменьшение концентрации KGDHC в латеральной части черной субстанции людей, страдающих от болезни Паркинсона. Интересно, что аналогичные изменения зафиксированы в коре головного мозга больных синдромом Альцгеймера.
Флинт Бил, знаменитый нейролог, на протяжении многих лет доказывает, что кофермент Q10 обладает нейропротекторными свойствами, которые могут помочь в лечении таких болезней, как синдромы Альцгеймера и Паркинсона. Все больше собранных его командой научных исследований подтверждают его гипотезу. В частности, ими доказано, что митохондрии, находящиеся в тромбоцитах не получавших лечение больных синдромом Паркинсона (на ранних его стадиях), характеризуются пониженной активностью комплексов I, II и III (по сравнению с митохондриями здоровых сверстников этих больных).
Кроме того, команда Била сумела доказать, что введение кофермента Q10 в организмы зрелых и старых крыс повышает количество питательных веществ в них до уровня таких показателей у молодых крыс. Концентрация кофермента Q10 в митохондриях коры головного мозга подопытных крыс из экспериментальной группы поднялась на 10–40 %. Результаты последующего исследования, проведенного на мышах, говорят о том, что оральное введение кофермента Q10 позволяет смягчить последствия химически индуцированной нейротоксичности (которая в рамках эксперимента приводила к развитию болезни Паркинсона). После нескольких недель воздействия со стороны вызывающих болезнь Паркинсона химических веществ концентрация дофамина в полосатом теле и плотность аксонов дофаминергических нейронов понизились у мышей как из контрольной (не получающей кофермент Q10), так и из экспериментальной (получающей кофермент Q10) групп, однако у мышей экспериментальной группы эти показатели оставались существенно выше (37 и 62 % соответственно). Отсюда следует, что биоэнергетический дефицит является важным фактором развития болезни Паркинсона.
Депрессия
До 20 % людей страдает от ассоциированных со стрессом заболеваний, включая депрессию. Несмотря на десятилетия исследований, мы до сих пор не до конца понимаем суть этой сложной патологии головного мозга. Депрессия считается физическим заболеванием, но здесь присутствует определенное противоречие, потому что у нее отсутствует воспроизводимый, сенситивный, специфический биомаркер. Однако есть доказательства того, что дисфункция митохондрий и образование свободных радикалов могут быть связаны с нарушениями работы головного мозга и с расстройствами эмоциональных состояний. Изучение степени митохондриальной дисфункции в специфических тканях может расширить наше представление о депрессии и помочь нам выйти за пределы теории нейротрансмиттеров и рецепторных участков, а также объяснить повторяющиеся признаки и симптомы депрессии.
Все большее количество экспериментальных данных свидетельствует о том, что нарушение функционирования митохондрий — это фактор возникновения депрессии. Считается, что баланс между ответами, которые организм дает на стресс (адаптируясь к постоянно меняющейся среде), и доступной ему энергией (которую вырабатывают митохондрии) критически важен для ментального здоровья. Точнее говоря, стресс активирует определенные участки головного мозга и изменяет его структуру и функции (речь идет о нейропластичности
[27]). Однако способность мозга гибко реагировать на вызовы имеет высокую метаболическую цену и, конечно, ответственными за удовлетворение дополнительных потребностей в энергии являются митохондрии.
Люди с оптимально работающими митохондриями справляются с энергетическими требованиями индуцированной стрессом нейропластичности и защищены от депрессии. Если же митохондрии человека находятся в плачевном состоянии, то истощение энергетического запаса головного мозга может нарушить его нейропластичность (и, стало быть, способность к адекватной адаптации), что через какое-то время вызовет риск заболевания клинической депрессией.
Я не утверждаю, что все пациенты с дисфункцией митохондрий страдают от депрессии или что все депрессивные пациенты переживают нарушение работы митохондрий. Тем не менее в ряде определенных случаев патология митохондрий действительно может быть причиной депрессии. Если это так, то перед нами открываются великолепные возможности как понимания природы депрессии, так и ее лечения.
Синдром дефицита внимания и гиперактивности: митохондрии
Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) — это разноплановое нарушение, застрагивающее значительную и все возрастающую часть человечества. Это стойкое неврологическо-поведенческое расстройство развития, начинающееся в детском возрасте. Проявляется такими симптомами, как трудности концентрации внимания, гиперактивность и плохо управляемая импульсивность. Кроме того, при СДВГ у взрослых возможны снижение интеллекта и трудности с восприятием информации. Результаты нескольких исследований соотносят СДВГ с маркерами повышенного окислительного стресса и активности свободных радикалов. Также появляются все новые доказательства того, что данное расстройство связано с вредными атмосферными загрязнениями, которые отрицательно влияют на работу митохондрий.
