Ваш мозг. Что нейронаука знает о мозге и его причудах - Марк Дингман

С течением болезни Паркинсона в головном мозге происходит множество изменений, самое заметное из которых – гибель многочисленных нейронов в одной из областей базального ядра, черном веществе. Черное вещество (точнее, вещества — поскольку их два) – это группа нейронов, которая располагается в среднем мозге (вспомним Главу 3, где говорилось об этом участке мозгового ствола). Черное вещество можно увидеть, только разрезав ствол головного мозга. После рассечения эта темная полоска заметна невооруженным глазом. Вещество имеет черный цвет благодаря пигменту под названием «нейромеланин», который содержится в большинстве его нейронов. Собственно, именно поэтому оно и называется черным.

Огромное количество нейронов в черном веществе производит нейромедиатор дофамин. Черное вещество – одна из двух зон головного мозга, вырабатывающих дофамин (вторая – это вентральная область покрышки, к которой мы еще обратимся в Главе 8). Многие дофаминовые нейроны из черного вещества направляют свои аксоны в другие участки базального ядра – хвостатое ядро или скорлупу. Считается, что именно так базальное ядро способствует движению.

Однако у пациента с болезнью Паркинсона дофаминовые нейроны в черном веществе погибают с пугающей быстротой. Когда проявляются первые симптомы, 50 % нейронов в этом участке мозга уже не функционируют5, а к моменту смерти пациента в черном веществе успевает погибнуть 70 % дофаминовых нейронов6.

Пока неясно, как гибель дофаминовых нейронов вызывает симптомы болезни Паркинсона. Существует гипотеза, согласно которой именно смерть нейронов приводит к тому, что тело человека не способно двигаться по воле хозяина. Поскольку мозгу не хватает дофаминовых нейронов, снимающих блокировку с мышц, больной прилагает слишком много усилий, чтобы начать движение. Эта гипотеза объясняет лишь некоторые симптомы болезни Паркинсона (например, брадикинезию), поэтому ученым только предстоит выяснить, как именно гибель дофаминовых нейронов сказывается на состоянии больного.

Нам даже неизвестно, что вызывает гибель дофаминовых нейронов в черном веществе. Существуют свидетельства того, что их гибель связана с другой хорошо знакомой всем особенностью заболевания – накоплением в мозге нестандартно больших запасов белка, известных как тельца Леви. Эти запасы включают в себя белок, называемый альфа-синуклеином, и напоминают скопления белков, которые возникают во время болезни Альцгеймера. Они тоже формируются внутри нейронов, их также не могут расщепить ферменты в головном мозге, в обоих случаях речь идет о гибели клеток мозга.

Однако связь между тельцами Леви и гибелью нейронов у пациентов с болезнью Паркинсона неясна окончательно. Даже если мы опишем основные повреждения мозга и отклонения, которыми сопровождается болезнь Паркинсона, все еще останется множество вопросов по поводу причин возникновения и развития болезни. Как бы то ни было, даже ограниченное понимание болезни Паркинсона позволяет нам исцелять ее симптомы – по меньшей мере на время.

Леводопа – спасение от болезни Паркинсона?

Я частенько спрашиваю у своих студентов: если мы имеем дело с расстройством, симптомы которого связаны с низким уровнем дофамина, то какой самый очевидный способ лечения (если пренебречь такими параметрами, как уровень достатка и наличие доступа к тем или иным препаратам)? Кто-нибудь в аудитории почти всегда ожидаемо отвечает: «Повысить уровень дофамина».

И он в какой-то мере прав. Дофамин действительно используют в качестве лекарства (хотя обычно его назначают при крайне низком кровяном давлении, чаще всего младенцам). Но мозг каждого человека неповторим, и подобные препараты действуют на всех по-разному. Клетки, из которых состоят церебральные сосуды, расположены очень близко друг к другу, из-за чего отнюдь не каждое лекарство способно попасть в мозг через кровь. Жизненно необходимые вещества, такие как вода или кислород, способны с легкостью пересечь так называемый гематоэнцефалический барьер, а вот менее важные соединения, например глюкоза, уже проходят с затруднениями. В этом есть смысл: благодаря этому барьеру в мозг не попадает большинство токсинов и бактерий.

Это усложняет и перемещение лекарственных веществ. Все психоактивные вещества (алкоголь, кокаин, антидепрессанты) способны пересекать гематоэнцефалический барьер. Иначе они не могли бы влиять на мозг – поскольку просто не добирались бы до него. Вот только используемый мозгом дофамин в самом мозге и вырабатывается. Дофамину с самого начала нет необходимости пересекать гематоэнцефалический барьер, поэтому он не обладает соответствующими свойствами. Если ввести пациенту с болезнью Паркинсона дозу дофамина, этот нейромедиатор будет циркулировать по его организму, но в мозг так и не попадет.

В начале 1960-х гг. исследователи обнаружили, что введение пациентам предшественника дофамина, известного

как леводопа, ослабляет симптомы болезни Паркинсона. Леводопа образуется в головном мозге во время синтеза дофамина. Чтобы получить дофамин, мозгу необходимо взять аминокислоту тирозин и с помощью химической реакции преобразовать ее в леводопу, которая затем превращается в дофамин.

В отличие от дофамина, леводопа способна пересекать гематоэнцефалический барьер. Если пациент принимает леводопу, она достигает его мозга – и делает там что-то не совсем понятное. Во время курсов по нейробиологии студентов обычно учат тому, что мозг перерабатывает леводопу в дофамин и пополняет истощенные запасы этого нейромедиатора. Такой исход кажется очевидным, но ничего нельзя утверждать наверняка. Что, если леводопа сама играет роль нейромедиатора9? Или образует другие активные соединения, влияющие на уровень дофамина в мозге10?

Как бы то ни было, когда пациент только начинает принимать леводопу, происходит настоящее чудо. Приняв леводопу, больные – которые передвигались будто в замедленной съемке, не могли сидеть из-за тремора, немели как манекены и не владели своими конечностями – уже через полчаса-час меняются до неузнаваемости и даже могут безо всяких затруднений пройти по улице, словно их не снедает изнурительный недуг.