Ученые выяснили, что важную роль в развитии опасных симптомов нейродегенеративных заболеваний играет дисфункция митохондрий на концах длинных отростков нейронов — нейритов. В случае связанного с болезнью стресса митохондрии начинают работать хуже, из-за чего становятся мишенями специальных ферментов, которые в итоге приводят к отмиранию отростков и клеток.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Для многих нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Хантингтона, характерна прогрессирующая смерть нервных клеток в мозге. Однако они не умирают мгновенно, сперва истончаются и отмирают соединяющие их длинные отростки. В новой работе на основе лабораторных исследований клеточных культур и генетически модифицированных мышей ученые из Питтсбургского университета (США) предложили новый механизм, который объясняет уменьшение нейритов. Авторы назвали феномен нейритозом по аналогии с апоптозом — процессом запрограммированной клеточной смерти.

Исследователи обнаружили, что белки в митохондриях на концах нейритов, повреждающиеся в естественных процессах, восполнялись недостаточно активно. В то же время митохондрии вблизи ядра нейрона функционировали в нормальном режиме. В результате это приводило к активации каспаз — специальных ферментов, которые участвуют в апоптозе. В результате деятельности каспаз нейриты истончались, и соединения между нейронами впоследствии разрывались.

Отростки нейронов могут быть очень длинными, что затрудняет доставку необходимых веществ из расположенных ближе к ядру органелл. Исследования генетически модифицированных мышей с аналогом болезни Хантингтона подтвердили идею ученых: чем ближе к концу нейритов, тем меньше становилось работоспособных митохондрий.

«Возможно, нейритоз происходит в нейронах и в норме и не приводит к смерти клеток, но в случае нейродегенеративных болезней на и без того уязвимые нейриты действует высокий уровень стресса, что может вывести нейритоз из-под контроля и привести к гибели клетки, — говорит руководитель коллектива авторов Роберт Фридлендер. — Если мы сможем найти способ поддерживать здоровье митохондрий на концах нервов, то это может оказаться полезным с точки зрения лечения таких недугов».