Od dawna wiadomo, że osoby, u których później rozwija się choroba Alzheimera, często na wiele lat przed utratą pamięci zaczynają mieć trudności z rozpoznawaniem zapachów. Dotychczas winą obarczano nos lub opuszki węchowe, czyli struktury mózgu odpowiedzialne za pierwsze etapy przetwarzania bodźców zapachowych. Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Niemieckiego Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych (DZNE) oraz Uniwersytetu Ludwika Maksymiliana w Monachium wskazują jednak na zupełnie inne źródło kłopotów. Kluczową rolę odgrywa niewielka i słabo zbadana część mózgu – miejsce sinawe (locus coeruleus).
Czytaj też: Strażnicy przepływu krwi. Jak mikroglej może uratować mózg przed chorobą Alzheimera
Pełni ono w organizmie funkcję nadrzędnego regulatora wielu procesów fizjologicznych: steruje przepływem krwi w mózgu, cyklem snu i czuwania, a także przetwarzaniem bodźców zmysłowych. Jak wyjaśnia dr Lars Paeger z DZNE i LMU, to właśnie ta struktura dostarcza istotnych sygnałów modulujących do opuszki węchowej, kształtując wrażliwość na zapachy.
Jak choroba Alzheimera niszczy połączenia nerwowe
Aby sprawdzić, dlaczego węch zawodzi tak wcześnie, badacze sięgnęli po model myszy z wczesnymi oznakami choroby Alzheimera. U zwierząt pojawiały się już nieprawidłowości w postaci złogów beta amyloidu i nadaktywności neuronalnej, ale nie występowały jeszcze masowe obumarcia komórek nerwowych. Dzięki zaawansowanej metodzie obrazowania 3D, iDISCO+, naukowcy mogli śledzić w szczegółach połączenia pomiędzy miejscem sinawym a opuszką węchową.
Czytaj też: Nowy trop w chorobie Alzheimera prowadzi nas w nieoczywiste miejsce
Okazało się, że same neurony miejsca sinawego pozostawały nienaruszone, natomiast długie aksony, czyli włókna przewodzące sygnały, zaczynały degenerować. Nie były to aksony odpowiedzialne bezpośrednio za przewodzenie zapachów, ale pełniły inną ważną rolę – uwalniały noradrenalinę, neuroprzekaźnik niezbędny do regulacji uwagi, pobudzenia i modulacji odbioru bodźców zmysłowych. Utrata tych włókien zakłócała więc subtelne dostrajanie układu węchowego.
Kluczowym momentem badań było odkrycie, dlaczego aksony ulegały rozpadowi. Naukowcy dostrzegli na ich powierzchni nietypową obecność fosfatydyloseryny – lipidu, który w warunkach fizjologicznych sygnalizuje, że dana komórka jest przeznaczona do usunięcia. Ten molekularny sygnał „zjedz mnie” przyciągał mikroglej, czyli wyspecjalizowane komórki odpornościowe mózgu. Mikroglej rozpoznawał włókna jako wadliwe i zaczynał je pochłaniać, mimo że same neurony były jeszcze zdrowe.
Jak tłumaczy dr Paeger, w normalnych warunkach mikroglej wykorzystuje ten mechanizm do tzw. przycinania synaptycznego, czyli usuwania zbędnych lub uszkodzonych połączeń w trakcie rozwoju mózgu. W przypadku choroby Alzheimera proces wymyka się jednak spod kontroli, a nadmierna aktywność neuronów wywołana patologią powoduje fałszywe oznaczenie zdrowych włókien jako przeznaczonych do degradacji.
Aby upewnić się, że mechanizm nie dotyczy wyłącznie myszy, naukowcy zbadali tkanki mózgowe zmarłych pacjentów z chorobą Alzheimera. Znaleźli w nich identyczne ślady: zanikające aksony miejsca sinawego w rejonie opuszki węchowej oraz aktywność mikrogleju usuwającego włókna.
Dodatkowym potwierdzeniem były wyniki badań PET u osób z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi i wczesnym alzheimerem. Już na tym etapie można było wykryć zakłócenia w połączeniach pomiędzy miejscem sinawym a układem węchowym, mimo że objawy pamięciowe jeszcze nie były nasilone. To pokazuje, że proces rozpoczyna się na długo przed pełnoobjawową demencją.
Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Nature Communications, rzucają nowe światło na wczesne stadia choroby. Prof. Joachim Herms, kierujący grupą badawczą w DZNE i LMU, podkreśla, że zaburzenia węchu w chorobie Alzheimera były od dawna opisywane, ale dopiero teraz udało się zidentyfikować ich immunologiczny mechanizm. To otwiera drogę do stworzenia testów przesiewowych opartych na ocenie węchu, które mogą być tanie, nieinwazyjne i stosowane masowo, zanim pojawią się objawy pamięciowe.
Jednocześnie badania podkreślają, że kluczem do skutecznego leczenia alzheimera jest jak najwcześniejsza interwencja. Jeśli pacjenci zostaną zidentyfikowani w momencie, gdy degeneracja dopiero się rozpoczyna, można wdrożyć terapie celowane, takie jak przeciwciała anty-amyloidowe, które mają znacznie większe szanse zahamować chorobę, zanim dojdzie do nieodwracalnej utraty neuronów.
Nowe odkrycie uświadamia, że zmysł węchu nie jest tylko dodatkiem do naszego codziennego funkcjonowania, ale może być pierwszą linią ostrzegawczą przed jedną z najgroźniejszych chorób neurodegeneracyjnych. Choroba Alzheimera, zanim odbierze wspomnienia, stopniowo wycisza świat zapachów. Rozpoznanie tego procesu w porę daje szansę, by zamiast czekać na utratę pamięci, interweniować wcześniej – kiedy choroba dopiero stawia swoje pierwsze, niewidoczne kroki.
