Боковой амиотрофический склероз вследствие повреждения периферических нервов

Гипотезы этиопатогенеза бокового амиотрофического склероза

Боковой амиотрофический склероз, или болезнь Лу Герига, — медленно прогрессирующее нейродегенеративное заболевание центральной нервной системы, сопровождающееся поражением моторных нейронов. Известно, что более 90% случаев патологии являются спорадическими и не обусловлены наследуемыми генетическими мутациями. Указанное заболевание характеризуется вариабельностью дебюта двигательных нарушений и характером прогрессирования патологического процесса.

Степень вовлеченности поражения верхних и нижних мотонейронов может варьировать. При этом у отдельных пациентов изначально могут определяться лишь симптомы повреждения верхних мотонейронов с последующим развитием патологического процесса по мере прогрессирования заболевания. В то же время было показано, что среди пациентов с симптомами поражения нижних двигательных нейронов объединяющей характерной чертой клинической картины заболевания является то, что независимо от первичной локализации процесса нейродегенеративные изменения распространяются непрерывно вдоль спинного мозга, приводя к прогрессирующему снижению и ограничению двигательных функций.

До настоящего времени остаются неизвестными причины, по которым патологический процесс начинается в той или иной группе мотонейронов. По мнению исследователей вопроса, подобная клиническая разница свидетельствует о потенциальном присутствии значимых факторов, определяющих исходную локализацию дегенеративных изменений. В соответствии с этим одна из ранее выдвинутых гипотез предполагает значимость травматических повреждений периферических нервов или травм головы в патогенезе бокового амиотрофического склероза. Тем не менее потенциал терапии пациентов с диагнозом бокового амиотрофического склероза все еще ограничен поддерживающими методами лечения. Поэтому детализация аспектов патогенеза заболевания по-прежнему сохраняет свою актуальность.

В недавнем исследовании, проведенном научными сотрудниками Университета Иллинойса в Чикаго (University of Illinois at Chicago), США, были представлены данные о том, что триггером патологических изменений, сопровождающих развитие бокового амиотрофического склероза, могут служить очаговые поражения периферических нервов. Статья по материалам исследования будет опубликована в печатной версии издания «Neurobiology of Disease» в апреле 2019 г.

Роль травматического повреждения периферических нервов

В экспериментальном исследовании моделированного нейродегенеративного процесса у животных ученым впервые удалось продемонстрировать, что повреждения периферических нервов могут провоцировать возникновение и распространение изменений, сопровождающих развитие бокового амиотрофического склероза. Установлено, что у лабораторных крыс с генетически моделированным заболеванием на фоне повреждения периферических нервов наблюдается аномальный воспалительный ответ на уровне нейронов спинного мозга. При этом распространение воспалительного и нейродегенеративного процесса способствует развитию прогрессирующей мышечной слабости.

Одна из наиболее изученных генных мутаций при боковом амиотрофическом склерозе — мутации гена супероксиддисмутазы-1 (SOD1). В своем исследовании ученые наблюдали лабораторных крыс с мутированными формами гена SOD1, что проявлялось наличием у животных более высокого уровня фермента SOD1 и развитием симптомов, подобных таковым при болезни Лу Герига у людей, включая прогрессирующую мышечную слабость, начиная с 15-недельного возраста.

В ходе экспериментального исследования было проведено хирургическое повреждение периферического нерва задних конечностей как у животных с мутацией гена SOD1, так и у крыс дикого типа (контрольная группа) в возрасте 10 нед. Однако, несмотря на то, что у всех животных после оперативного вмешательства наблюдались ограничения функций задней конечности, у грызунов дикого типа со временем почти полностью восстановилось исходное здоровое состояние в течение нескольких недель. В то же время у крыс с мутацией гена SOD1 по-прежнему сохранялись явления астении в оперированной конечности с распространением подобной же симптоматики на другую конечность. Также установлено, что у животных, подвергшихся хирургической травматизации, сохранялся выраженный пролонгированный воспалительный ответ при повышении концентрации клеток микроглии и астроцитов в тканях спинного мозга, связанных с локусом поврежденных нейронов. Кроме того, воспалительные явления и усиленная миграция указанных маркеров воспалительного процесса распространялись на соседние области.

В обсуждении результатов работы авторы указали на то, что подобное расширение зон воспалительного процесса могло бы потенциально объяснять механизм распространения нейродегенеративных изменений, начиная с первичного локуса травматизации нервных тканей.  Кроме того, как подчеркнули исследователи, микроглия выполняет множество функций. Одна из них состоит в усечении и функциональной деактивации межнейронных синапсов. Поскольку же синапсы имеют решающее значение для нормального функционирования и развития нейронных сетей, усиление воспалительных явлений и концентрации глиальных клеток, наблюдаемых в эксперименте на животных, коррелировало с сокращением межнейронных синапсов в два раза. По мнению исследователей, именно цепная реакция гибели клеток может быть причиной прогрессирующей мышечной астении, наблюдаемой при боковом амиотрофическом склерозе.

Практические перспективы теоретических наблюдений

Комментируя ход исследования, заведующий кафедрой неврологии и реабилитации Университета Иллинойса в Чикаго, профессор Джеффри А. Лоэб (Jeffrey A. Loeb) отметил: «Наши результаты показали, что единичные повреждения нервов, которые достаточно ограничены в масштабе для того, чтобы вызывать преходящую астению, могут инициировать каскад воспалительных реакций в нейронах спинного мозга с последующей эскалацией и распространением нейродегенеративного процесса у генетически восприимчивых животных». Также ученый подчеркнул, что возможность инициации патологического процесса в результате травматизации нервных тканей предлагает новую модель изучения нюансов патогенеза заболевания у животных, что в последующем могло бы послужить для тестирования потенциальных методов терапии бокового амиотрофического склероза, направленных на блокирование процесса распространения нейродегенерации с момента дебюта клинических симптомов заболевания. Поскольку медицинское сообщество все еще не располагает доступными и достоверными методами лечения, которые бы позволяли значимо замедлить или приостановить прогрессирование патологического процесса у пациентов с болезнью Лу Герига, в настоящее время авторы исследования сосредоточены на поиске препаратов именно с таким потенциалом.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, Viber-сообщество, Instagram, страничку Facebook, а также Twitter, чтобы первыми получать самые свежие и актуальные новости из мира медицины.

• Schram S., Chuang D., Schmidt G. et al. (2019) Mutant SOD1 prevents normal functional recovery through enhanced glial activation and loss of motor neuron innervation after peripheral nerve injury. Neurobiol. Dis., 124: 469–478. DOI: 10.1016/j.nbd.2018.12.020 [Epub 2018, Dec. 27].
• University of Illinois at Chicago (2019) Can a nerve injury trigger ALS? ScienceDaily, Feb. 20.

Наталья Савельева-Кулик