5.) Az agyi keringés zavara: az agy vérellátásának
csökkenése, a krónikus agyi hipoperfúzió, az O2- és
táplálékhiány váltja ki a neurodegenerációt.
6.) A kálcium-hipotézis szerint az agyban
felhalmozódó Aβ Ca2+-jelátviteli zavart okoz: a glutamát
receptorokat (pl. NMDA-receptor) túlaktiválja. Ca2+
áramlik be az idegsejtekbe, megnő a nyugalmi Ca2+ szint.
Ennek hatására törlődik a hippokampuszban a munkamemória, így ez nem
tud rögzülni az alvás folyamán (Berridge, 2014).
7.) Az öregedés spontán hozza magával az agyi
homeosztázis lassú felborulását, de ez kezdeti szakaszában
megállítható.
8.) Neuroinflammáció-hipotézis: az agyban
akkumulálódó Aβ aktiválja az asztrocitákat és a mikrogliát, ez
váltja ki a neurodegeneratív folyamatokat a proinflammációs
citokineken (pl. TNF-α) keresztül.
9.) A neuroinflammáció szerepének ellentmond az a
hipotézis, amely szerint nem a mikroglia túlaktiválása, hanem
fordítva: a gliasejtek alacsony aktivitása okozza a betegséget (az
aktivált mikroglia ugyanis fagocitálja az agyban képződő Aβ-t, ezzel
megakadályozva a neurodegenerációt).
10.) Mitokondrium-kaszkád hipotézis: az AK legelső
lépése az mitokondriális DNS mutációja, ez vezet az
elektrontranszport-lánc működési zavaraihoz, ATP-hiányhoz. Reaktív
oxigéngyökök (ROS) képződnek, ezek egyik célpontja maga a
mitokondrium, ez újabb ROS-képződést és ördögi kör kialakulását
okozza. Az ATP-hiány az ABC-transzporterekhez kötődő Aβ-eltávolítást
is csökkenti.
11.) Néhány fém (Zn, Cu, Fe) ionjainak akkumulációs
és disztribúciós-redisztribúciós zavara vezet Aβ-akkumulációhoz és
toxikus Aβ-konformáció kialakulásához.
12.) Az ER-stressz esetén a chaperonok kivételével
leáll a riboszomális fehérjeszintézis (unfolded protein response –
UPR). Felhalmozódnak a hibás konformációjú fehérjék (például az Aβ),
felborul az ER és a mitokondrium kálcium-homeosztázisa. Az UPR
krónikussá válva beindítja a programozott sejthalált (apoptózist).
13.) A neuronok homeosztázisában különösen fontos
szerepet tölt be az autofágia (Takáts, 2014). Nem működnek
megfelelően a hibás konformációjú fehérjéket eltávolító
autofágiautak (chaperon-indukált autofágia, ubikvitin-proteaszóma út
[UPS], lizoszomális makroautofágia). Ha egy autofágiarendszer zavart
szenved, beindulhatnak a neurodegeneratív folyamatok.
14.) Az Aβ-eltávolítás (clearance) fontos elemei a
vér-agy-gát ABC-transzporterei, a glimfatikus rendszer és a
perivaszkuláris keringés. Mitokondrium-alulműködés, krónikus stressz
esetén hatékonyságuk csökken.
15.) Az AK kialakulásában az Aβ-képződés
szabályozása révén kulcsszerepet töltenek be a különböző
lipidcsoportok. Legtöbbször a koleszterin szerepét hangsúlyozzák, de
a szfingolipid metabolizmus zavara is kiválthatja. Az APP
környezetében lévő lipidösszetétel nagymértékben befolyásolja az
APP-processzálást, a szekretázok működését, így az Aβ-képződést is.
A membránok ugyanakkor gangliozidjaikkal megkötik az Aβ-t, és
közreműködnek a toxikus Aβ-konformáció kialakulásában. Az AK tehát
bonyolult lipidanyagcsere-zavar eredménye.
16.) Kalpain-hidroxi-nonenal-Hsp70-katepszin
kaszkád hipotézis: az oxidatív stressz 4-hidroxi-nonenal-képződést
okoz, ez reagál a Hsp70-nel, amely a lizoszóma-membrán felbomlásához
és a katepszinek kiszabadulásához, majd sejthalálhoz vezet.
17.) Az agyban inzulinrezisztencia alakul ki: az AK
voltaképpen „3-as típusú diabétesz”.
18.) A hippokampusz szinapszisaiban egy fontos
neuroprotektív fehérje, a CSPalpha lokális expressziójának
csökkenése kulcsszerepet játszhat az AK korai lépésében, a
szinaptikus degenerációban (Tiwari, 2015).
A felsorolt hipotézisek (kevés kivétellel) nem
mondanak ellent egymásnak. Inkább az az általános kép alakul ki,
hogy noha az AK patomechanizmusának számos kiindulópontja lehet,
közös jellemzője a hibás konformációjú, aggregálódó, toxikus
Aβ-szerkezetek kialakulása. Ha az autofágia és más clearance
rendszerek nem távolítják el az Aβ-t, akkor ezek kölcsönhatásba
lépnek a sejtorganellumokkal (mitokondriumok, ER, lizoszómák), és a
sejt öregedése, neuronális diszfunkció, majd neurodegeneráció
következik be.
Az AK korai diagnózisa
Ha egy AK-betegen már külső jelekből látszik a betegség, akkor a kór
kb. a középsúlyos stádiumban van. A betegség hosszú ideje halad
előre az agyban, és a teljes gyógyulást nem lehet megcélozni. Ezért
fontos a korai diagnózis. Néhány éve a Nemzetközi Alzheimer-kór
Társaság egy új diagnosztikus protokollt fogadott el, amely elég
nagy biztonsággal teszi lehetővé az AK korai diagnózisát. A
protokoll egy komplett kivizsgálást foglal magába, így röntgen-,
MRI-vizsgálatokat és a liquor Aβ és pTau elemzését is. A korai
diagnózis új módszere a spontán beszéd elemzése: a beszéd tempója, a
szünetek száma és hossza jelzi a kognitív változásokat.
A közelmúltban több olyan cikk jelent meg, amelyek
szerint egy vérmintából a plazmafehérje- és lipidösszetétel
változásainak mérésével kimutatható az AK. Sajnos, e módszerek
gyakorlati használhatósága erősen korlátozott. Mivel az időskori AK
genetikai háttere sincs még minden részletében felderítve (Van
Cauwenberghe, 2015), jelenleg a genomszekvenálással sem tudunk egy
komplex hálózatot felépíteni az AK kialakulásánál egymásra ható
génekből. Ezen a területen viszont nagyon gyors a fejlődés.
Az AK nem módosítható rizikófaktorai
Az idegsejtek öregedése • Az idegsejtek maguk is öregszenek,
elsősorban a mitokondriális DNS- (Mt-DNS) mutációk következtében. Az
Mt-DNS-mutációkat (a hisztonok hiánya miatt) a sejt nem tudja
kijavítani, emiatt csökken az elektrontranszport-rendszer
teljesítőképessége, csökken az ATP-termelés, csökken az autofágia
szintje. Zavarok támadnak a mitokondrium-ER együttműködésben, a
sejten belüli Ca2+-szint szabályozásában. Az ER-stressz miatt
felhalmozódnak az ER-lumenben a riboszómákon szintetizált fehérjék,
zavart szenved a fehérjék feltekeredése (folding), hibás
konformációjú fehérjék képződnek (például Aβ). A sejt ennek hatására
bekapcsolja a védekező rendszerét (UPR), a fehérjék riboszomális
szintézise leáll. Ha megszűnik az ER-stressz, minden újraindul,
helyreáll a homeosztázis. Ha viszont a védekezés krónikussá válik,
az UPR elindíthatja a programozott sejthalált.
A toxikus Aβ-oligomerek keletkezése a sejt
belsejében sok sejtszervecskét károsít. Legfontosabbak ezek között a
mitokondriumok, amelyek alulműködése az idegsejten belüli szállító
folyamatokat (axonális transzport) is leállítja. Nincs elegendő
újonnan szintetizált fehérje az új idegsejtkapcsolatok képződéséhez,
amelyek a tanuláshoz, memóriarögzítéshez szükségesek. Nem képződnek
kellő mennyiségben az idegsejt-növekedési faktorok (BDNF, NGF), a
hippokampuszban egyre csökken, majd lassan megszűnik az új
idegsejtek képződése, a tanulási és memóriafolyamatokban
kulcsfontosságú neurogenezis. A toxikus Aβ kiszabadulhat a
neuronokból, és akár közvetlenül, akár az exoszómákba csomagolva
belép a szomszédos idegsejtekbe. Ezen az ún. prionoid úton,
sejtről-sejtre ugrálva terjed a betegség az anatómiai utak mentén.
Genetikai háttér, családi előfordulás • A családi
öröklődésű AK ismert genetikai háttere (APP, PS1, PS2 mutációk)
mellett fontos felfedezés volt, hogy a lipidszállításban szerepet
játszó apolipoprotein (ApoE) egyik formája (ApoEe4) sokszorosára
növeli az időskori AK kockázatát. Vannak védő APP-mutációk is,
például az izlandi populációban. Ha mindkét génhelyen (lókusz) az
ApoEe4 mutáció van jelen, akkor sem szükségszerű az AK
bekövetkezése, ehhez más gének aktivitása is szükséges.
Populációgenetikai vizsgálatok (GWAS) további 21 gén lehetséges
szerepére utalnak, de ezeknek a géneknek a penetrációja alacsony,
csak kombinációban lehetnek hatékonyak. Valószínűleg ma még
ismeretlen védő mutációk, illetve szerencsés génkombinációk miatt
nem kapja meg mindenki késő öregkorban sem a betegséget.
Befolyásolható rizikófaktorok
Kevés a tiszta formában előforduló AK, a betegség általában kevert
formában jelenik meg, társbetegségek kísérhetik (magas vérnyomás,
diabétesz). Bármilyen legyen is a genetikai örökségünk, a fiatal
korban jelentkező, genetikailag determinált (autoszomális domináns)
AK kivételével sokat tehetünk az AK kezdetének minél távolabbi
időpontra történő kitolásáért.
Kardiovaszkuláris problémák elkerülése • A krónikus
agyi hipoperfúzió kulcsszerepet játszhat az AK kialakulásában
(Zádori et al., 2007). Egyetlen szívinfarktus statisztikailag
2,7-szeresére növeli az AK kockázatát. Az öregedés következménye az
agyi vérellátás krónikus alulműködése. A vérellátás csökkenése
magával hozza nemcsak az agy oxigén- és tápanyagellátásának
csökkenését, hanem a BBB sejtjeinek sérülését is. A BBB alulműködése
oxidatív stresszt és elhúzódó alacsony szintű gyulladást okoz,
ugyanígy zavar támad a lokális véráramlást szabályozó NO-termelésben
is. Nő a BBB permeábilitása, csökken az agyban képződő toxikus
anyagok (például β-amiloid) eltávolításának sebessége, mert az
endotélsejtek mitokondriumai is alulműködnek, tehát csökken az
efflux-pumpák aktivitása. Ördögi kör alakul ki, folyamatosan csökken
az agyi vérellátás szintje, és megkezdődik a neurodegeneráció. Az Aβ
növekvő agyi szintje károsítja a hajszálerek falát alkotó endotél
sejteket, ez tovább növeli a BBB működés zavarát.
Táplálkozás • A zsírban és cukorban gazdag étrendet
már régóta kapcsolatba hozták az AK magasabb kockázatával. Sokan az
AK-t „3-as típusú diabétesznek” tekintik: az agyban
inzulinrezisztencia alakul ki, sérülnek az agyi jelátviteli
folyamatok. Klinikai vizsgálatokkal igazolták, hogy az inzulin
orrspray alkalmazása javította a szellemi leépülés kezdeti fokán
lévő páciensek memóriáját. A további klinikai vizsgálatok viszont
nem igazolták azt az optimizmust, amivel kezdetben az AK inzulinos
kezelésének lehetőségét fogadták. A szellemi hanyatlásnak valóban
van energetikai dimenziója, az AK kialakulásában a mitokondriális
energiatermelés csökkenése fontos szerepet játszhat. A diabétesz
valóban az AK egyik rizikótényezője, de nem igazolt, hogy
kialakulásának az inzulin az elsődleges mozgatója.
A táplálkozás és az AK kapcsolatával számos
longitudinális megfigyelés foglalkozott. Szignifikáns együttes
előfordulást találtak az AK és más patológiás állapotok (diabétesz,
metabolikus szindróma stb.) között. Egyértelműen védő hatásúnak
bizonyult a mediterrán típusú étkezés és a kalóriarestrikciós diéta.
Klinikai vizsgálatok viszont nem tudták igazolni a C- és E-vitamin
védő szerepét.
Fizikai és szellemi aktivitás • A legutóbbi tíz év
kutatásai a fizikai aktivitás hiányát mint a demencia, a kognitív
hanyatlás fontos faktorát határozták meg. A mozgás hiánya az egész
szervezetet érintő szisztémás gyulladást okozhat, ez
inzulinrezisztenciát, neurodegenerációt és ateroszklerózist válthat
ki. Az életmód, öregedés és AK összefüggéseivel foglalkozó
valamennyi tanulmány azt igazolta, hogy a fizikai aktivitás fontos
szerepet játszik az AK megelőzésében. Az utóbbi tíz évben sikerült
megtalálni azokat a faktorokat, amelyeket az izommozgás aktivál, és
sejtvédő, antiapoptikus hatásúak.
A mitokondriumok a genomjaikban kódolt peptidek
révén az anyagcsere aktív szabályozói. Egyik ilyen faktor a humanin
polipeptid. Nagyszámú vizsgálat igazolja a humanin sejtvédő hatását.
A humanin és analógjai, a Huntington-kór, a prion betegségek és a
stroke állatmodelljein is neuroprotektív hatásúak, ezen túl jótékony
hatást mutattak az ateroszklerózis, miokardiális iszkémia és
reperfúzió kezelésében is. A humanin kölcsönhatásba lép a Bcl-2
család fehérjéivel, és ezek modulálásával fejti ki citoprotektív
hatását.
A humaninon kívül más mitokondriális eredetű
peptidek is hatnak az anyagcserére, csökkentik az
inzulinrezisztenciát, mérsékelik az elhízást, és elősegítik az
anyagcsere-egyensúly beállását. Ilyen a tizenhat aminosavból álló
MOTS-c, amelyet egérkísérletekben alkalmaztak, és megakadályozta az
elhízást.
A fizikai aktivitás, az izommozgás
hormontermeléssel jár. Mai felfogásunk szerint az izom endokrin
működésű szerv, amelyben módosult adipociták termelik a hormonokat
(miokinek, miosztatin, irizin). Izommozgás közben ugyanis FNDC5
képződik, ez egy olyan izomfehérje, amely proteolízissel miokinekre
(irizin és az „edzésfaktor” – EF) hasad szét. Ezek hatására barna
zsírszövet alakul ki, megemelkedik a zsírszövet anyagcsereszintje,
javul a glükóz-homeosztázis. Az irizin hormon aktiválja a
hippokampusz idegsejtjeit, és megnöveli a BDNF termelődést. Így az
irizin az AK megelőzésében is alkalmazást nyerhet.
Az életmód és az AK összefüggéseit kutató
vizsgálatok egyértelműen arra mutatnak, hogy a szellemi aktivitás, a
kognitív interakció jelentősen javítja a szellemi teljesítményt, és
bizonyos védelmet jelent az AK ellen.
Régi-új gyógyszerek és gyógyszercélpontok
Azt gondoljuk, hogy belátható időn belül nem reménytelen egy kezdeti
stádiumban lévő AK-beteg állapotának stabilizálása.
• Valószínűleg már kezünkben vannak azok a
gyógyszerek (pl. Aβ-neutralizáló monoklonális antitestek), amelyek
megállítanák a neurodegenerációt, csak nem jutnak el kellő
koncentrációban a hatás helyére, például a neuronok belsejébe. Az
antiamiloid antitestes klinikai vizsgálatoknál intenzíven kutatják
azokat a hordozókat, amelyek be tudják juttatni az antitesteket az
agyba, illetve az idegsejtek belsejébe.
• A Jumex (Delagil, Selegiline), a Parkinson-kór
gyógykezelésére bevezetett magyar gyógyszer (Knoll József és Magyar
Kálmán szabadalma, 1981), egy szelektív monoamin-oxidáz-B- (MAO-B)
gátló, az AK-prevencióban is alkalmazást nyerhet. Az egyik hasonló
szerkezetű gyógyszerrel, a Rasagiline-nel 2014 óta folynak klinikai
vizsgálatok AK-ban (24 hónapos vizsgálat). Ezek ún. multimodális
gyógyszerek: meggátolják a mitokondriális eredetű apoptózist, és
serkentik a neurotrofikus faktorok (BDNF, CDNF) képződését.
• Sok gyógyszerkémikus keresi azokat a
vegyületeket, amelyek meggátolják az APP-endocitózist, illetve az
intracelluláris Aβ bioszintézisét (például β-szekretáz inhibitorok).
• A bexarotene®, egy T-sejtes limfóma gyógyítására
engedélyezett gyógyszer, kognitív javulást hozott klinikai
vizsgálatokban. Valószínűleg csak bizonyos ApoE-genotípusoknál
(például ApoEe3) hatékony, és a lipid metabolizmusra hat.
• Két másik ismert gyógyszer, az antiepileptikus
hatású levetiracetam® és a brivaracetam® szintén képes az ApoEe4
fenotípus korrekcióra; klinikai vizsgálatokban kivédi a kognitív
hanyatlást.
• A BBB ABC-transzportereinek aktiválása
fitoterápiás szerekkel (például Hypericum- illetve
Sideritis-extraktumokkal) javítja a kogniciót, csökkenti a demencia
kockázatát. Más gyógynövények (Gingko biloba és Curcuma longa)
extraktumai is neuroprotektív hatásúak.
• A makroautofágia aktiválása (Papp, 2015) az
AUTEN-67 gyógyszerjelölttel állatkísérletekben neuroprotektív
hatású.
• Klinikai kísérletek folynak gyógyszerjelöltekkel
a chaperon-indukált autofágia (például Hsp-70 aktiválás)
neuroprotektív hatásának igazolására.
• Az ER-stressz és a krónikus UPR káros hatásait
védi ki a GSK 2606414 (PERK inhibitor gyógyszerjelölt) és a
Salubrinal®, de AK-beteganyagon még nem vizsgálták.
Jelenleg 59 klinikai vizsgálat folyik AK elleni
gyógyszerjelöltekkel (Fázis I-III). A vizsgálatokat bonyolítja, hogy
a gyógyszerjelölteknek meg kell akadályozni mind az extracelluláris,
mind az intracelluláris hatásokat, sőt: gátolni kell a betegség
terjedését sejtről sejtre például az exoszómák révén. A betegség
lefolyását ismerve kiemelten igaz, hogy a megelőzés a legjobb
megoldás: ha életmódunk és táplálkozásunk helyes megválasztásával
védekezünk a demencia ellen.
A szerzők köszönetet mondanak Frecska Ede, Kálmán János és Vécsei
László professzoroknak a kézirat javításáért és értékes
tanácsaikért, valamint az NKFIH-nak a KTIA_13_NAP-A-III/7 és
KTIA_13_ NAP-A-II/7 keretében nyújtott támogatásért.
Kulcsszavak: Alzheimer-kór, diagnózis, életmódfaktorok, genetikai
háttér, gyógyszercélpontok, öregedés patomechanizmusa,
rizikófaktorok
IRODALOM
Berridge, J. Michael (2014): Calcium
Signaling, Memory and Alzheimer’s Disease. MTA tiszteleti tag
székfoglaló előadás, 2014. 05. 21.
Hardy, John – Allsop, David (1991):
Amyloid Deposition as the Central Event in the Etiology of
Alzheimers-Disease. Trends in Pharmacological Sciences. 12, 10,
383–388. DOI: 10.1016/0165-6147(91)90609-V
Lam, Benjamin – Masellis, M. – Freedman,
M. et al. (2013): Clinical, Imaging and Pathological Heterogeneity
of the Alzheimer’s Disease Syndrome. Alzheimer’s Research & Therapy.
5, 1. DOI: 10.4172/ 2161-0460.1000143 •
WEBCÍM
Papp Diána – Kovács T. – Billes V – Vellai
T. (2015): AUTEN-67, an Autophagy-enchancing Drug Candidate with
Potent Antiaging and Neuroprotective Effects. Autophagy. 27. [Epub
ahead of print] DOI: 10.1080/15548627.2015.1082023.
Rajna Péter (2005): Öregedő agy – idősödő
elme – örökifjú (?) lélek. Multiart Productions Kft., Budapest
Snowdon, David (2001): Aging with Grace.
Bantam Books, New York
Takáts Szabolcs – Nagy P. – Juhász G.
(2014): Az autofágia szerepének és szabályozásának vizsgálata
Drosophila modellen. Biokémia. 38, 4, 17–29. •
WEBCÍM
Tiwari, S. Sachin – d’Orange, M. –
Hortobágyi T. et al. (2015): Evidence That the Presynaptic Vesicle
Protein CSPalpha Is a Key Player in Synaptic Degeneration and
Protection in Alzheimer’s Disease. Molecular Brain. 8, 6. DOI:
10.1186/s13041-015-0096-z •
WEBCÍM
Van Cauwenberghe, C. – Van Broeckhoven, C.
– Sleegers, K. (2015): The Genetic Landscape of Alzheimer Disease:
Clinical Implications and Perspectives. Genetics in Medicine. [Epub
ahead of print] DOI: 10.1038/gim.2015.117 •
WEBCÍM
Zádori Dénes – Datki Z. L. – Penke B.
(2007): A krónikus agyi hipoperfúzió szerepe az Alzheimer-kór
kialakulásában – tények és hipotézisek. Ideggyógyászati Szemle. 60,
428–437. •
WEBCÍM
|