Болезнь Альцгеймера может быть вызвана нарушением цикла сна и бодрствования

Болезнь Альцгеймера нередко приводит к сбоям в привычном суточном ритме человека. Бессонница, беспокойный сон и частые дневные дремоты – типичные ранние проявления недуга. На поздних стадиях у пациентов нередко возникает так называемый "закатный синдром" – период дезориентации и повышенного возбуждения, который обычно наблюдается к вечеру. Эти симптомы указывают на тесную связь между развитием болезни Альцгеймера и циркадной системой – внутренним биологическим механизмом, регулирующим циклы сна, бодрствования и другие суточные процессы.

Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе показали на модели мышей, что болезнь Альцгеймера нарушает работу циркадных ритмов в определенных типах клеток мозга. Эти сбои изменяют активность сотен генов, влияя на время и интенсивность их включения и выключения, что приводит к сбоям в ключевых процессах, необходимых для нормальной работы мозга. Результаты исследования, опубликованы в журнале Nature Neuroscience, указывают на то, что восстановление или поддержание стабильности внутренних биоритмов может стать новым направлением в терапии болезни Альцгеймера.

Поскольку проявления болезни Альцгеймера часто повторяются изо дня в день, исследователи предположили, что в этом участвуют гены и белки, подчиняющиеся циркадным ритмам. В новом эксперименте они проанализировали активность генов в мозге трех групп мышей: с накоплением амилоида, у здоровых молодых особей и у пожилых животных без амилоидных бляшек. Образцы ткани собирались каждые два часа в течение суток, что позволило отследить, как меняется экспрессия генов в зависимости от времени суток. Результаты показали, что амилоидные отложения нарушают нормальную ритмичную активность сотен генов в двух ключевых типах клеток мозга – микроглии и астроцитах. Микроглия играет роль иммунной системы мозга, очищая его от токсинов и клеточных отходов, а астроциты обеспечивают связь между нейронами и поддерживают стабильность их работы. Многие из генов, чья активность была нарушена, обычно отвечают за способность микроглии удалять отходы, включая сам амилоид. Хотя эти гены не перестали работать полностью, их нормальная согласованность и ритм были нарушены, из-за чего система очистки мозга от токсинов стала менее эффективной.

Ученые также обнаружили, что амилоидные бляшки, вероятно, формируют новые ритмические циклы в активности генов, которые обычно не связаны с суточными колебаниями. Большинство из этих генов участвуют в воспалительных процессах и стрессовых реакциях мозга, возникающих при нарушении его внутреннего баланса.