Postepy Hig Med Dosw. (online), 2011; 65: 73-92
Review
Full Text PDF  

Rola nauk biologicznych w zrozumieniu genezy i nowego podejścia terapeutycznego do choroby Alzheimera
The role of biological sciences in understanding the genesis and a new therapeutic approach to Alzheimer's disease
Eugenia Tęgowska, Adrianna Wosińska
Zakład Toksykologii Zwierząt, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
Adres do korespondencji
prof. dr hab. Eugenia Tęgowska, Zakład Toksykologii Zwierząt UMK, ul. Gagarina 9, 87-100 Toruń; e-mail: tegowska@umk.pl

Otrzymano:  2010.09.23
Zaakceptowano:  2011.01.21
Opublikowano:  2011.02.17

Streszczenie
W pracy porównano historyczny obraz przyczyn choroby Alzheimera (AD) ze współczesnym spojrzeniem na czynniki, które mogą leżeć u podstaw jej symptomów. Nauki biologiczne zajmu­jące się budową i fizjologią komórki pozwoliły na zrozumienie roli defektów mitochondrialnych w procesie powstawania splątków i β-amyloidu, co daje nadzieję na opracowanie nowej, bardziej efektywnej terapii AD. Obecnie należy przyjąć, że choć mitochondria stale generują wolne rod­niki, przed których szkodliwym wpływem chronią je odpowiednie systemy obronne, w pewnych okolicznościach może dojść do ich rozregulowania i powstawania wolnorodnikowych uszkodzeń. Powoduje to wystąpienie deficytu energetycznego w neuronach i dalsze narastanie puli wolnych rodników. Reakcją kompensacyjną organizmu jest wytworzenie splątków i/lub zwiększenie tem­pa wytwarzania β-amyloidu. Twory te początkowo mają charakter ochronny, działając antyoksy­dacyjnie, jednak wraz z narastaniem masy, ten korzystny wpływ zanika. Stają się one miejscem odkładania substancji wzmagających procesy wolnorodnikowe i sprawiających, że same stają się neurotoksyczne. Przyjmując takie uwarunkowania jako pierwotną przyczynę AD, można zapro­ponować rozważenie terapii na bazie błękitu metylenowego, laserem czy donosowo podawaną insuliną. Warunkiem jednak jest wcześniejsze rozpoznanie choroby. Istnieje wiele metod diagno­stycznych, ale ich niewielka swoistość, przy wysokiej cenie lub uciążliwości dla pacjenta, nie po­zwala na stosowanie ich do badań przesiewowych, wcześnie wykrywających chorobę. Obiecująca jest propozycja testu węchowego; jest to metoda tania, nieinwazyjna, nadająca się do badań prze­siewowych, jednak ze względu na ograniczoną swoistość wymaga łączenia z innymi testami. Te propozycje nie wykluczają dotychczasowe metody terapeutyczne związane ze stymulacją choli­nergiczną, zwłaszcza że obecnie terapię rozpoczyna się, gdy obfite inkluzje mózgowe w znacz­nej mierze upośledzają przekaźnictwo.
Słowa kluczowe: choroba Alzheimera • choroby mitochondrialne • wolne rodniki • stres oksydacyjny • insulina • błękit metylenowy • laser • test węchowy


Summary
The paper contrasts the historical view on causal factors in Alzheimer's disease (AD) with the modern concept of the symptoms' origin. Biological sciences dealing with cell structure and phy­siology enabled comprehension of the role of mitochondrial defects in the processes of formationof neurofibrillary tangles and β-amyloid, which in turn gives hope for developing a new, more effective therapeutic strategy for AD. It has been established that although mitochondria con­stantly generate free radicals, from which they are protected by their own defensive systems, in some situations these systems become deregulated, which leads to free radical-based mitochon­drial defects. This causes an energetic deficit in neurons and a further increase in the free radical pool. As a result, due to compensation processes, formation of tangles and/or acceleration of β-αmyloid production takes place. The nature of these processes is initially a protective one, due to their anti-oxidative action, but as the amount of the formations increases, their beneficial effect wanes. They become a storage place for substances enhancing free radical processes, which ma­kes them toxic themselves. It is such an approach to the primary causal factor for AD which lies at the roots of the new view on AD therapy, suggesting the use of methylene blue-based drugs, laser or intranasally applied insulin. A necessary condition, however, for these methods' effecti­veness is definitely an earlier diagnosis of the disease. Although there are numerous diagnostic methods for AD, their low specificity and high price, often accompanied by a considerable level of patient discomfort, make them unsuitable for early, prodromal screening. In this matter a pro­mising method may be provided using an olfactory test, which is an inexpensive and non-invasive method and thus suitable for screening, although as a test of low specificity, it should be combi­ned with other methods. Introducing new methods of AD treatment does not mean abandoning the traditional ones, based on enhancing cholinergic transmission. They are valuable as long as the therapy starts when abundant brain inclusions disturb the transmissions.
Key words: Alzheimer's disease • mitochondrial diseases • free radicals • oxidative stress • insulin • methylene blue • laser • olfactory test




Wykaz skrótów:
4-HNE - 4 hydroksynonenal (4-hydroxynonenal); ABAD - dehydrogenaza alkoholowa wiążąca β-amyloid (amyloid-beta binding alcohol dehydrogenase); AD - choroba Alzheimera (Alzheimer's disease); APOE - apolipoproteina E (apolipoprotein E); APP - prekursorowe białko amyloidu (amyloid precursor protein); IDE - enzym rozkładający insulinę (insulin degrading enzyme); MAP - białka związane z mikrotubulami (microtubule-associated proteins); NFT - splątki neurofibrylarne (neurofibrillary tangles); NOS - syntaza tlenku azotu (nitric oxide synthase); PD - choroba Parkinsona (Parkinson's disease); PHF - sparowane spiralne filamenty (paired helical filaments); TGF - transformujący czynnik wzrostu (transforming growth factor).
Wstęp
Niedawno pojawił się patent autorstwa DiMauro i wsp. [33] i trzy ekscytujące doniesienia zespołów Atamny [4], Wischika [133] i De Felice [26] o przełomie w leczeniu osób z chorobą Alzheimera (AD). Patent dotyczył terapii wczesnych stadiów choroby poprzez naświetlanie opusz­ki węchowej światłem czerwonego lasera; publikacje po­święcone były odpowiednio: leczniczym właściwościom substancji od dawna znanej w akwarystyce, okulistyce i diagnostyce przyżyciowej - błękitowi metylenowemu oraz opracowanemu na jego podstawie nowemu lekowi, jak i efektom, jakie daje aplikowana donosowo insulina. Ponadto kilka lat wcześniej zaproponowano niekonwen­cjonalną metodę wczesnej diagnostyki tego schorzenia, opierającej się na teście węchowym [113] - wprawdzie nieswoistym tylko dla AD [127], lecz stwarzającym prze­słanki do zdiagnozowania neurodegeneracyjnej choroby na długo zanim wystąpią pierwsze objawy neurologiczne. Pojawiło się także sporo prac wykazujących, że ogranicze­nia pokarmowe i/lub suplementacja diety antyoksydantami może dawać dobre rezultaty zarówno w profilaktyce, jak i w opóźnieniu postępów choroby. Są to więc zdecydowa­nie inne środki niż te zmierzające do wzmocnienia prze­kaźnictwa cholinegricznego, które były jak dotąd pierwszo­planowymi środkami terapeutycznymi, których stosowanie wynikało z dotychczasowych zapatrywań na temat genezy choroby. W pracy omówiono także biologiczne podstawy zmian dotychczasowych poglądów na pierwotną przyczy­nę zachorowania oraz przedstawiono wiadomości pozwa­lające uwiarygodnić diagnostyczne znaczenie testu wę­chowego oraz leczniczego oddziaływania proponowanych chowego oraz leczniczego oddziaływania proponowanych terapii. Okazało się bowiem, w świetle obecnych badań biochemicznych, genetycznych oraz fizjologicznych za­równo na poziomie organizmu, jak i na poziomie subko­mórkowym, że tytuł pracy A. Nunomury: „Neuropathology in Alzheimer's disease: awaking from a hundred-year-old dream" [95] nie jest przesadzony i należy zmodyfikować utrwalony od przeszło stu lat pogląd o genezie i terapii choroby Alzheimera.
Historia i najpopularniejszy obraz patogenezy choroby
Po raz pierwszy symptomy tego „osobliwego schorzenia kory mózgowej" [23] opisał w 1906 roku Alois Alzheimer. Początkowym niepokojącym objawem u jego 51-letniej pa­cjentki z Wrocławia była paranoidalna zazdrość o męża, której jednak szybko zaczęła towarzyszyć postępująca de­mencja, a choroba po czterech latach zakończyła się zgo­nem pacjentki. Wykonane przez Alzheimera pośmiertne histologiczne badania mózgu wykazały zmiany zanikowe tkanki nerwowej; badania cytohistologiczne ujawniły po­zaneuronalne złoża wybarwiające się substancjami reagu­jącymi z cukrami (β-amyloid) oraz twory wewnątrzkomór­kowe, widoczne po zastosowaniu barwników reagujących z białkami (splątki neurofibrylarne). Były to zmiany spek­takularne i zapewne dlatego w dalszych badaniach właśnie na te symptomy zwracano uwagę, natomiast mniejsze za­interesowanie budziły, także opisane przez Alzheimera, symptomy reakcji zapalnej w uszkodzonej tkance nerwowej.
Stwierdzono, że obecność tych patologicznych tworów upośledza cholinergiczne przekaźnictwo synaptyczne, doprowadzając następnie do stanów zapalnych i degene­racji neuronów. Naturalną koleją rzeczy było więc stoso­wanie terapii substancjami wzmacniającymi neurotran­smisję cholinergiczną [92], które jednak, jak się szybko okazało, nie tylko nie powodowały cofania się patologicz­nych zmian, ale nawet nie były w stanie powstrzymać na długo ich postępu. Tak więc, mimo zastosowania terapii pozornie wycelowanej w samo źródło problemu, diagno­za choroby Alzheimera pozostawała i nadal pozostaje dla pacjentów wyrokiem. Dramat chorych i ich rodzin nie jest bynajmniej marginalnym problemem dla społeczeństwa. Choroba Alzheimera jest jedną z najczęstszych przyczyn załamania się funkcji psychicznych u starszych ludzi i sza­cuje się, że odpowiada za ponad połowę przypadków otę­pienia starczego u osób w podeszłym wieku. Obecnie cho­ruje na nią 6-13% (około 15 mln) ludzi po 65 roku życia i dwa razy tyle osób powyżej 85 lat [92]. Prognozuje się, że jeśli choroba ta pozostanie nieuleczalna, do roku 2050 liczba osób zniedołężniałych z jej powodu może wzrosnąć nawet czterokrotnie. Oznacza to olbrzymi światowy pro­blem ekonomiczny, bowiem już obecnie roczny koszt te­rapii chorych na AD tylko w USA wynosi 100 miliardów dolarów. W kwotę tę nie są wliczone straty państwa zwią­zane z tym, że choroba ta dotyka nie tylko pacjenta, ale też na okres kilku lat dezorganizuje życie całej rodziny, a mimo najlepszej opieki i terapii jak dotąd nie odnotowa­no nie tylko żadnego przypadku wyleczenia choroby, ale nawet długotrwałego zatrzymania jej postępów.
Wczesne objawy choroby Alzheimera są trudne do rozpo­znania. Późniejsze symptomy obejmują:
• wyraźne zaburzenia pamięci i zdolności logicznego ro­zumowania;
• problemy z orientacją przestrzenną i czasową oraz po­stępującą demencją;
• zmiany osobowości (napady niepokoju, agresji i po­dejrzliwości);
• dezorganizację cykliki okołodobowej snu i czuwania z następczą insomnią;
• utratę mowy i rozumienia aż do skrajnego otępienia, kończącego się śmiercią.
Jak wspomniano wyżej, pierwotnie uznano, że zmiany neurologiczne, takie jak upośledzenie procesów pamię­ciowych oraz bezsenność, są wynikiem zaburzeń neuro­transmisji w układzie cholinergicznym z powodu utraty neuronów, w których przekaźnikiem jest acetylocholina. Pogląd ten znalazł poparcie w badaniach przeprowadzo­nych na transgenicznych myszach, u których nadmierna ekspresja acetylocholinasterazy, doprowadzająca do defi­cytu acetylocholiny, prowadziła jednocześnie do upośle­dzenia procesów uczenia się [7].
Łączenie zanikania przekaźnictwa cholinergicznego i po­stępującego upośledzenia pamięci z tworzeniem się bla­szek β-amyloidalnych oraz splątków neurofibrylarnych wynikało nie tylko z obserwacji przeprowadzonych post mortem na mózgach chorych, ale także znajdywało po­twierdzenie w badaniach immunocytochemicznych, które wykazały, iż przeciwciała skierowane przeciw ubikwity­nie silnie znaczą splątki neurofibrylarne i płytki starcze, co jest oznaką upośledzenia procesów degradacji białek krótko żyjących. Zarówno zahamowanie usuwania owych białek, jak i zredukowanie przewodnictwa cholinergiczne­go, stanowi poważną przeszkodę dla procesów formowa­nia pamięci długotrwałej [100]. Nie jest to jednak jedyna sugerowana przyczyna jej upośledzenia. Badania elektro­fizjologiczne, w których podawano szczurom domózgo­wo ludzki β-amyloid, wykazały hamowanie procesów dłu­gotrwałego wzmocnienia synaptycznego w hipokampie. Hamowanie to nie następowało jednak, jeśli zwierzętom podawano inhibitor g-sekretazy (co przeciwdziałało two­rzeniu się oligomerów amyloidowych) [128].
Ten przyczynowo-skutkowy obraz etiologii choroby, przed­stawiający amyloid i splątki jako czynniki sprawcze, miał jednak pewne wady, bowiem choć choroba ta dotyczy osób starszych (zwykle stwierdza się ją nie wcześniej, niż około 65 roku życia), tego typu zmiany histopatologiczne poja­wiają się dość wcześnie, bo już u osób 35-letnich, u których nie obserwuje się postępującej demencji. Tę niespójność próbowano tłumaczyć plastycznością mózgu, w którym do chwili utraty 2/3-3/4 neuronów próg wydolności poznaw­czej nie zostaje przekroczony, a tym samym nie pojawia­ją się żadne zewnętrzne symptomy choroby.
Kolejne nieścisłości pojawiają się w związku z korelacją występowania obu tworów patologicznych z czasem wy­stąpienia i trwania objawów choroby. W przypadku spląt­ków neurofibrylarnych jednoczynnikowa analiza regresji wykazała taką zależność, odpowiednio sięgającą 85 i 91%; dodatkowo liczba splątków prognozowała też ostrość prze­biegu choroby. Nie wykazano jednak podobnych kore­lacji w przypadku β-amyloidu - stąd wysnuto wniosek, że w patogenezie choroby Alzheimera splątki odgrywa­ją ważniejszą rolę i to właśnie one są przyczyną obumie­rania neuronów [92].
Splątki neurofibrylarne (NFT - neurofibrillary tangles) fi­gurują w opisie wykonanym przez Alzheimera jako agre­gaty cytoszkieletu. Obecnie, na podstawie subkomórko­wych badań histologiczno-biochemicznych, opisuje się je jako sparowane spiralne filamenty (PHF - paired helical filaments), które tworzą olbrzymie splątki, wywodzące się z nich lub będące ich przekształceniami. Poszczególne PHF wydają się składać ze sterty podwójnych, spiralnych, poprzecznie zorientowanych podjednostek, dając ogólny kształt taśmy zwiniętej w lewoskrętną helisę. Najwcześniej pojawiają się one w korze śródwęchowej i hipokampie, następnie w jądrach podstawy i jądrze przednio-grzbieto­wym wzgórza [92]. Zmiany te rozprzestrzeniają się do in­nych struktur korowych i ciała migdałowatego [65], czemu towarzyszy pogarszanie się stanu chorego i progresywne obumieranie neuronów, prowadzące do zmniejszania się masy mózgowia, a zwłaszcza hipokampu (o około 45%). Zarówno utrata neuronów, jak i demencja wykazują kore­lację z obecnością NFT [92,131,132].
Jak wiadomo z badań biochemiczno-histologicznych, PHF tworzą się jako agregaty neuronalnego białka tau, które w fi­zjologicznych warunkach jest związane z mikrotubulami (MAP - microtubule-associated proteins). Te z kolei pełnią rolę strukturalną oraz uczestniczą w transporcie wewnątrz­komórkowym. Transport ten zachodzi dzięki kinazom i fos­fatazom, przeprowadzającym procesy fosforylacji i defosfo­rylacji białek tau. Procesy fosforylacji i defosforylacji, które warunkują pracę mikrotubul, pochłaniają ogromne nakła­dy energii, jest to cena, jaką organizm płaci nie tylko za ich funkcje transportowe, ale także ich wkład w funkcje kogni­tywne mózgu. Stopień ufosforylowania MAP rzutuje na ich właściwości, a co za tym idzie - funkcje. Niskofosforylowane białko tau wykazuje znaczne powinowactwo do mikrotubul, podczas gdy hiperfosforylowane - traci tę właściwość. W sy­tuacji, kiedy procesy fosforylacji i defosforylacji ulegają za­burzeniu, hiperfosforylowane białko tau polimeryzuje, staje się nierozpuszczalne i jest redystrybuowane w PHF. Te z ko­lei w warunkach nieredukcyjnych akumulują się w splątki neurofibrylarne, które zakłócają funkcjonowanie mikrotubul, hamując tym samym transport neuronalny i doprowadzając do śmierci komórek nerwowych [69,132]. Splątki mogą być również źródłem wolnych rodników [62].
Białko tau nie jest jedynym elementem, który w wyniku zaburzenia fizjologicznych warunków jego funkcjonowa­nia, może pośrednio odpowiadać za część symptomów w AD. Same mikrotubule są zbudowane z tubuliny, której wytwarzanie, jak wykazano w doświadczeniach na kurczę­tach, koreluje z procesami uczenia się i zapamiętywania [49]. Potwierdzają to również badania na młodych szczu­rach, u których wytwarzanie tubuliny przez korę mózgową następuje z chwilą otwarcia oczu [3]. O związkach proce­sów poznawczych z mikrotubulami świadczy również to, że u zwierząt niedotlenionych stopień upośledzenia funk­cji kognitywnych wykazuje korelację z obniżeniem po­ziomu dendrytycznego MAP, a selektywne uszkodzenie kolchicyną mikrotubul tkanki nerwowej powoduje zabu­rzenia pamięci oraz procesów uczenia się, czyli wykazu­je podobne symptomy, jak AD - łącznie z powstawaniem splątków neurofibrylarnych [za 49].
Pierwszoplanowy (w stosunku do β-amyloidu) charak­ter roli NFT w patologii AD nie jest bezdyskusyjny. Jako kontrargument wysuwa się to, że splątki występują także w wielu innych chorobach neurodegeneracyjnych. Badania cytologiczne z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej wykazały jednak, że w poszczególnych chorobach splątki te nie są identyczne. W zależności od typu agregatów białko­wych wchodzących w ich skład, wyróżniono 5 klas tauopa­tii; w chorobie Alzheimera zasadniczą część splątków two­rzą białka 60, 64, 69 i 72/74 kDa, należące do I klasy [30].
Tauopatia może wyjaśnić pewne zbieżności między od­rębnymi chorobami. Na przykład, wczesna postać choro­by Alzheimera występuje w rodzinach, w których diagno­zowano zespół Downa i chłoniaki, a dodatkowo dotyczy osób urodzonych ze starszych rodziców. Zjawisko to tłu­maczy się tym, że w tych chorobach obserwuje się dys­funkcję mikrofilamentów i mikrotubul, a że od nich zale­ży ruchliwość plemników, mężczyźni nią obciążeni mają większe problemy z zapłodnieniem (wskutek czego zosta­ją ojcami później). Ich potomstwo natomiast może dzie­dziczyć genetyczne dysfunkcje mikrotubul [130], prede­stynujące do rozwoju AD czy zespołu Downa.
Beta-amyloid
Amyloid pierwszy opisał Virchow już w 1854 r. Może on odkładać się nie tylko w tkance nerwowej, ale także w świe­tle naczyń, ograniczając ukrwienie mózgu [72] i uszkadza­jąc nie tylko samą tkankę, ale również pogarszając warunki jej regeneracji. Beta-amyloid powstaje z dużego integralne­go białka prekursorowego (APP - amyloid precursor prote­in), tkwiącego w błonie komórkowej tak, że jego koniec C pozostaje wewnątrz komórki, a koniec N tkwi w przestrzeni międzykomórkowej. Pełni ono prawdopodobnie w błonie funkcje receptorowe, bierze udział w kaskadzie sygnałów w komórce, zachodzących z udziałem białka G i poprzez aktywację kinaz serynowo-treoninowych. Rozpuszczalne białka APP to także aktywatory kanałów potasowych; bio­rą też udział w procesach regeneracyjnych i powstawaniu odczynów immunologicznych.
W warunkach fizjologicznych białko APP ulega proteolizie przeprowadzanej przez sekratazy -α, -β i -γ (metaloprote­azy zależne od jonów cynku). Pierwsza z nich uwalnia do przestrzeni międzykomórkowej rozpuszczalny fragment APP; kolejnego cięcia dokonuje γ-sekretaza - w wyni­ku tego procesu nie powstaje β-amyloid. Niekiedy jednak pierwszego cięcia dokonuje β-sekretaza, w wyniku czego w błonie pozostaje większy, 99-aminokwasowy fragment. Następny etap, przeprowadzany przez γ-sekretazę, może przebiegać dwojako: na zewnątrz może zostać uwolniony fragment 40-aminokwasowy, rozpuszczalny lub 42-43-ami­nokwasowy, nierozpuszczalny. Ten ostatni wchodzi w skład złogów β-amyloidu. To jednak jeszcze nie przesądza o za­istnieniu zmian patologicznych, bowiem cytoplazma, bło­na komórkowa i mitochondria są wyposażone w liczne pro­teazy degradujące β-amyloid. Problem pojawia się, gdy system ochronny zawodzi, co stwierdzono na przykładzie enzymu IDE (insulin degrading enzyme), metaloproteazy cynkowej odpowiedzialnej za rozkład β-amyloidu, której defekt aktywności stwierdzano w rodzinach, w których stwierdzano wystąpienie AD [60].
Podobnie jak w przypadku splątków, tu również istnieją badania sugerujące pierwotny i wyłącznie patologiczny charakter procesu odkładania się β-amyloidu [50,128], jed­nak i one nie pozostawiają pewnych kwestii bez wątpliwo­ści. Stwierdzono bowiem m.in., że:
1) nie ma korelacji między postępem demencji a przyro­stem liczby blaszek amyloidalnych [52];
2) amyloid występuje również w mózgach zdrowych ssa­ków, a jego stężenie zmienia się w cyklu okołodobowym i zależy od ilości czasu spędzanego we śnie, a endogen­nym sygnałem do zmian w jego stężeniu jest oreksyna [56];
3) w AD typu rodzinnego przed osiągnięciem określonego wieku objawów choroby nie obserwuje się, mimo pod­wyższonego stężenia β-amyloidu [62];
4) u myszy transgenicznych wytwarzających ludzkie białko APP (niewytwarzające przy tym splątków), choć docho­dzi do odkładania się β-amyloidu, obserwowane straty neuronalne są niewielkie [53].
Ponadto β-amyloid i splątki formują się w różnych regio­nach mózgu [30], na różnych etapach choroby [105], co sugeruje, że ich powstawanie może mieć różne przyczy­ny. Podobnie jak NFT, β-amyloid również nie jest tworem występującym wyłącznie w AD; stanowi wspólny patolo­giczny element w dużej grupie chorób - skrobiawicach.
Wobec przedstawionych wyżej faktów powstaje pytanie, czy NFT i β-amyloid można traktować jako twory pato­gnomomiczne czy patogeniczne; czy ich powstawanie ma charakter pierwotny, czy wtórny i wreszcie - czy ich for­mowanie jest wyłącznie procesem patologicznym, czy też zależy to od nasilenia zjawiska (podobnie jak obrona im­munologiczna przed antygenami z otoczenia a alergią), czy też może, przynajmniej w niektórych przypadkach AD, wy­twarzanie β-amyloidu jest także próbą obrony organizmu (np. ograniczenia liczby wolnych rodników - patrz niżej).
Poglądy na genezę choroby
Jak to słusznie zauważają Nunomura i wsp., neuropatolo­giczne zmiany u osób z demencją już z definicji opisują­cej tę zmianę stanowią zjawisko końcowe [95]. Natomiast z badań tych i innych autorów wynikało, że jako zjawisko pierwotne we wrażliwych neuronach (tzn. tych, w których później rozwija się typowy obraz uszkodzeń neuronalnych w AD), stwierdza się wzrost natężenia oksydacji komórko­wej [9,10,22,62,74,103,104], co jest wyraźną oznaką nastę­pującej peroksydacji lipidów w związku z dużą zawarto­ścią wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które są szczególnie podatne na oksydację. Ponieważ wolne rod­niki powstają podczas oddychania, defekty nimi wywoła­ne najbardziej dotykają te regiony mózgu, które charak­teryzuje najwyższe tempo metabolizmu oraz wykazują największy stopień ekspresji funkcji mitochondrialnych.
Mitochondria służą jako bufor stężenia wapnia i są jed­nocześnie źródłem oraz likwidatorem wolnych rodników, a także regulatorem apoptozy, jednak ich najbardziej zna­ną rolą jest dostarczanie komórce energii. Energia ta po­wstaje w reakcjach łańcucha transportu elektronów i jest zużywana do pompowania protonów z macierzy mitochon­drialnej do przestrzeni między błonami mitochondrialny­mi. Tak powstały protonowy gradient elektrochemiczny jest w kompleksie V używany do wytworzenia 90% zawartego ATP. Dlatego defekty w pracy mitochondriów odbiją się przede wszystkim na pracy narządów najbardziej wrażli­wych na deficyty metaboliczne, tzn. na pracę mózgu, mię­śnia sercowego, mięśni szkieletowych, nerek i gruczołów.
Liczne powiązania między patologiami mitochondrialny­mi i chorobami neurodegeneracyjnymi, a także wspólny mianownik między nimi w postaci występowania stresu oksydacyjnego, skupiły uwagę badaczy na tych struktu­rach i ich roli w genezie AD.
Choroby mitochondrialne
Mianem chorób mitochondrialych określa się grupę kli­nicznych symptomów wynikających z anomalii w meta­bolizmie energetycznym mitochondriów - defektów fosfo­rylacji oksydatywnej (OXPHOS) [10,137,139]. Większość tych chorób należy do schorzeń neurologicznych [18] lub psychiatrycznych [40], ponieważ dysfunkcje mitochondrial­ne najbardziej rzutują na pracę tkanek o największych wy­maganiach energetycznych, a zwłaszcza mózgu. Mogą one mieć związek z dysfunkcją łańcucha oddechowego wyni­kłą z pojedynczego lub licznych defektów w pięciu kom­pleksach oddechowych. Pięcioczłonowy kompleks syste­mu OXPHOS składa się z kilkudziesięciu podjednostek, z których 13 jest kodowanych przez mitochondrialne DNA. Koduje ono m.in. podjednostki kompleksów I (NADH, ubi­kwinon: oksydoreduktaza), III (ubikwinol: oksydoreduk­taza cytochromu c), IV (oksydaza cytochromu c) i V (syn­taza ATP), co oznacza, że podjednostki te są produktami dwóch różnych genomów: jądrowego i mitochondrialne­go [137]. Wiele defektów pracy mitochondriów umiemy już przypisać do konkretnych zmian w genomie [18] i wie­my, że nie są one rzadkie; np. w Wielkiej Brytanii wystę­pują one z częstością 1 na 10 000 przypadków. Choroby mitochondrialne możemy rozpatrywać jako pierwotne - wrodzone, związane z defektami w genomach: jądrowym lub mitochondrialnym, lub wtórne - indukowane, zarów­no przez czynniki wewnętrzne, jak i egzogenne toksyny, ale dodatkowo wyodrębnia się grupę chorób neurodege­neracyjnych, które mogą wynikać z błędnego genomu, jak i być egzogennie indukowane [18,103] i właśnie przynależ­ność AD do tej ostatniej grupy zostanie niżej rozważona.
Komórki somatyczne zawierają dwie kopie każdego jądro­wego genu (od obojga rodziców), lecz wiele tysięcy kopii mitochondrialnego DNA jest wyłącznie matczynego po­chodzenia. Pacjenci z patogenicznym mitochondrialnym DNA (mtDNA) zwykle posiadają miks kopii prawidłowych i zmutowanych genów - są heteroplazmatyczni. Proporcje jednych do drugich genów mogą wynosić 1-99%. Zwykle jeśli tych zmutowanych jest mniej niż 50% (ale próg ujaw­nienia się mutacji zależy od jej typu - może więc to być nawet 80%), początkowo objawy choroby nie ujawniają się [18]. Ponieważ podział mitochondriów w dzielących się ko­mórkach nie jest ściśle regulowany, w tym samym organi­zmie poszczególne tkanki czy narządy mogą być bogatsze w zdrowe lub w zmutowane komórki. W konsekwencji tego, ten sam defekt w OXPHOS mitochondrium może ujawnić u jednej osoby symptomy o różnym nasileniu z różnych tka­nek - zależnie od zapotrzebowania tego organu na energię. U dwóch osób, nawet bliźniąt jednojajowych, objawy mogą wystąpić z innych narządów, np. u jednej z mięśni, a u dru­giej z CNS, przy czym zjawiska te również mogą mieć róż­ne nasilenie. Choroby mitochondrialne, nawet wrodzone, mogą się uwidoczniać po wielu latach, ponieważ w mia­rę podziału komórek populacje DNA w kolejnych poko­leniach będą coraz bardziej jednorodne, z przewagą zdro­wych lub zmutowanych komórek. Ponieważ OXPHOS jako skutek własnej pracy generuje wolne rodniki, dodatkowo z biegiem czasu mogą się w nim pojawiać kolejne mutacje, tym bardziej że w mtDNA nie występują histony, chronią­ce przed uszkodzeniami [11], choć istnieje możliwość, że ich funkcje przynajmniej częściowo pełni mitochondrial­ny czynnik transkrypcyjny A [57].
Wytwarzanie wolnych rodników samo w sobie nie jest pro­cesem patologicznym, jest bowiem nierozerwalnie zwią­zane z wytwarzaniem energii w komórce w wyniku fos­forylacji oksydatywnej. Szacuje się, że około 2% tlenu konsumowanego w mitochondrialnym łańcuchu odde­chowym wytwarza wolne rodniki (głównie w komplek­sach I i III) w wyniku spontanicznego „wycieku" elektro­nów [11]. W stanie fizjologicznym organizm utrzymuje jednak równowagę między szybkością ich wytwarzania i usuwania przez komórkowe zmiatacze wolnych rodników. Ochrona komórkowa przed wolnymi rodnikami obejmu­je liczne związki, np. dysmutazę ponadtlenkową, perok­sydazę i katalazę glutationową. Jednak w stanie patolo­gicznym równowaga między wytwarzaniem a usuwaniem wolnych rodników zostaje zachwiana, może dojść do de­generacji różnych struktur komórkowych - w tym mito­chondriów. Mogą wówczas one zmienić swe funkcje tak, że liczba wolnych rodników będzie jeszcze szybciej nara­stała, prowadząc do jeszcze szybszego narastania patologii mitochondrialnych. Kompleks I jest szczególnie wrażliwy na rodniki wodorotlenowe, a IV - na stres peroksydacyj­ny. Ponieważ wszystkie pięć kompleksów łańcucha odde­chowego działają w środowisku lipidowym, wszystkie też są wrażliwe na peroksydację lipidów [11]. Jeśli więc wy­twarzanie wolnych rodników przewyższy wydajność ich zmiataczy, mogą się rozwinąć różne procesy patologicz­ne doprowadzające do dysfunkcji mitochondriów i deficy­tów energetycznych, np. w neuronach, co może prowadzić do neuropatii typu AD.
Mitochondria w chorobie Alzheimera
U chorych na AD stwierdza się zwiększone stężenie utle­nionych lipidów, białek i RNA, a ponieważ zjawisko to występuje na wcześniejszym etapie choroby niż NFT czy β-amyloid, uznano, że to właśnie wolnorodnikowe uszkodzenia są w etiologii AD głównym i pierwotnym czynnikiem patologicznym, a powstawanie β-amyloidu i NFT jest konsekwencją reakcji na stres oksydacyjny [103,139]. Pogląd ten znajduje poparcie w obserwacji, że aby β-amyloid stał się toksyczny, niezbędne są czynne mitochondria [15]. Wprawdzie były to badania in vitro na klonach ludzkich komórek potworniakowych, ale stoso­wano tu zarówno mitochondria z nieuszkodzonym łańcu­chem oddechowym, jak i linię komórek p0 - czyli komó­rek z mitochondrialnym DNA powodującym niezdolność do przeprowadzania fosforylacji oksydacyjnej. Dodatkowo wykazano też, iż preinkubacja tych komórek z melatoni­ną lub witaminą E przeciwdziała toksycznemu wpływo­wi β-amyloidu, są to więc bardzo przekonujące badania podstawowe. Kolejne badania [75], w których wykorzy­stano myszy transgeniczne o mitochondriach obciążonych APP oraz myszy obciążone APP i ABAD (dehydrogenaza alkoholowa wiążąca β-amyloid), wykazały, że β-amyloid może wpływać szkodliwie na mitochondria poprzez inte­rakcję z ABAD. To również są badania przeprowadzane na modelach zwierzęcych, jednak - jak zauważają autorzy - przyżyciowo nie można ich przeprowadzić na ludziach, a badania pośmiertne mogą dać błędne wyniki ze względu na to, że zarówno komórki, jak i mitochondria, od chwi­li zgonu pacjenta ulegają przemianom rozkładowym, co może prowadzić do powstawania zjawisk niemających nic wspólnego z samą chorobą.
Pierwsze, nieliczne doniesienia o zmianach energetycznych w tkance nerwowej u ludzi chorych na AD pochodzą z lat 80 ub.w. Opisano wówczas deficyt glukozy w mózgach pacjentów z AD [119], a w 10 lat później udowodniono, że owo zwolnione tempo metabolizmu wyprzedza symp­tomy AD o dziesięciolecia [116], natomiast uzupełnienie tych deficytów poprawia stan pacjentów [78]. Wyniki te znalazły poparcie w badaniach z wykorzystaniem emisyj­nej tomografii pozytronowej, które opisują Mielke i wsp. [86]. Wykazują one obniżony metabolizm glukozy w ko­rze mózgowej, zwłaszcza w obszarach ciemieniowo-skro­niowych i czołowym. Ponadto wykazywano także hipome­tabolizm we wczesnych stadiach AD [10,86], przy czym spadek zużycia glukozy był tu znaczniejszy (o 50%) niż zużycia tlenu (o 20%). W późniejszych stadiach spadek metabolizmu obu był proporcjonalny [10]. Kolejne prace z drugiej połowy lat 90. ub.w. przyniosły coraz liczniejsze dowody na to, że AD jest związana z dysfunkcją mitochon­drialną [11]. Wprawdzie początkowo wyniki bywały dys­kusyjne, jako że dane otrzymane przez jednych autorów przeczyły wynikom otrzymanym przez innych badaczy, ale wynikać to mogło z różnych przyczyn. Jedną z nich była zapewne metoda pobierania próbek, bowiem uzyskiwano je zarówno przez biopsję mózgową żywych osób [16], jak i post mortem w 2-3 h od śmierci w przypadku kontroli i 4 h w przypadku chorych na AD [74]; niekiedy czas ten wynosił nawet 20,5 h [51] lub 24 h [2]. Inną, najbardziej prawdopodobną przyczyną rozbieżności było to, że bada­nia prowadzono na wielu skrawkach, z wielu części mó­zgu, podczas gdy zmiany te nasilone są tylko w pewnych regionach mózgowych [51] i mogą się zmieniać wraz z po­stępem choroby. Tak więc w niektórych badaniach wyka­zano, iż w AD ogólnie obniża się aktywność oksydazy cytochromu c [97], podczas gdy Hirai i wsp. [51], w ba­daniach zarówno przeżyciowych, jak i z autopsji, wyka­zali, że zmiany w ilości mtDNA i oksydazy u osób z AD wystąpiły w hipokampie i korze nowej, lecz nie w móżdż­ku. Zmiany te były więc obserwowane nie w całym mó­zgu, tylko w regionach wrażliwych, w których u pacjentów z AD występują NFT i płytki starcze. Ponadto w pracy tej wykazano nie spadek, lecz wzrost ilości mtDNA i oksy­dazy cytochromowej. Wyniki omówione wyżej nie muszą być sprzeczne, bo sama obecność enzymu nie jest równo­znaczna z jego aktywnością. Wiadomo, że aby oksydaza cytochromowa spełniała swoje funkcje, musi być związana z błonami, a tymczasem wzrost ilości mtDNA i oksydazy c-1 obserwowano nie w mitochondriach, lecz w cytopla­zmie i w wakuolach, a więc w tym przypadku nie pełniła ona swych funkcji. Takie umiejscowienie oksydazy wska­zuje, że dochodzi do przyspieszonego obrotu mitochon­driów, spowodowanego występowaniem w nich licznych defektów. Dodatkowo u chorych na AD w płytkach krwi wykazano, że zmniejszenie się efektywności oksydazy powoduje wzrost wolnych rodników [14]. Ich liczba może również wzrastać w związku z obecnością wewnątrz mito­chondriów β-amyloidu [1] lub zanikiem potencjału oksy­doredukcyjnego, co prowadzi do zmniejszenia ilości ATP i wtórnego narastania stresu oksydacyjnego. Widzimy za­tem, że już samo zahamowanie łańcucha transportu elek­tronów prowadzi do wzmożonego wytwarzania wolnych rodników przez cytochrom b566 [25]. Te z kolei mogą wtór­nie uszkadzać mitochondria, a ponieważ jak wspomniano, genom mitochondrialny nie jest chroniony przez histony, procesy patologiczne narastają lawinowo. Mitochondria o uszkodzonym łańcuchu oddechowym różnią się od pra­widłowych kształtem i rozmieszczeniem komórek; mogą także mieć zdeformowane grzebienie [5]. Ponieważ znie­kształcone mitochondria nie mogą wytwarzać ATP w ilości niezbędnej np. do funkcjonowania synaps, już ten pojedyn­czy defekt mógłby być przyczyną utraty funkcji neuronów.
Inne badania biochemiczne u osób z AD wykazały do­datkowe anomalie biochemiczne w mitochondriach: trzykrotnie zwiększoną ilość 8 OH-dG (8-hydroksy-2'-deoksyguanozyny, markera uszkodzenia tlenowego DNA) oraz niedobór dwóch głównych enzymów cyklu Krebsa - dehydrogenazy pirogronianowej i 2-oksoglutaranowej, przy jednoczesnym wzroście aktywności dehydrogenazy bursz­tynianowej i jabłczanowej. Wszystkie te zmiany są skorelo­wane ze stanem klinicznym chorych, można zatem sądzić, że widoczny w AD postępujący spadek funkcji mózgowych wynika z sukcesywnego hamowania metabolizmu mózgo­wego [10,78]. Pogląd ten w pełni poparły badania analizu­jące korelację transkrypcji mRNA z postępem klinicznych zmian w AD, począwszy od pełnej normy do ostatniego sta­dium choroby [27]. Dzięki użyciu metody RT-PCR badano transkrypty mRNA odpowiadające białkom mitochondrial­nych kompleksów I-V. Wykazano wówczas znacznie obni­żoną ekspresję genów kompleksu IV i V oraz wzmożoną ekspresję genu proapoptotycznego oraz wszystkich trzech izoform syntazy tlenku azotu, podczas gdy aktywność me­chanizmów ochronnych komórki była ograniczona. Wyniki te wykazują, że AD wiąże się z wczesnym wzrostem stę­żenia markerów stresu oksydacyjnego przy jednoczesnym obniżeniu wydajności procesów ochronnych. Autorzy su­gerują więc rozważenie wprowadzenia substancji, które wpływając na aktywność syntazy tlenku azotu, mogłyby być pomocne w leczeniu wczesnych stadiów AD. Jak za­tem obecnie pojmuje się rolę w patogenezie AD:
1) dysfunkcji mitochondrialnych;
2) NFT;
3) β-amyloidu?
Który czynnik jest pierwotny, a który wtórny? Ustalenie tego stało się podstawą badań ukierunkowanych na stwo­rzenie nowych metod diagnostycznych i terapeutycznych.
Stres oksydacyjny a splątki neurofibrylarne i β-amyloid
Ponieważ zmiany w mtDNA i oksydazie stwierdzano w neuronach, w których jeszcze nie było NFT, sugerowa­no, że obserwowana patologia jest pierwotna wobec spląt­ków [5,51]. Z kolei zmiany w mtDNA i oksydazie mogą się wzajemnie nasilać, bo mtDNA jest bardzo wrażliwy na oksydacyjne uszkodzenia i odwrotnie, defekty w mtDNA, a co za tym idzie i w samych mitochondriach, indukują stres oksydacyjny [5].
Analogiczna sytuacja występuje w przypadku β-amyloidu - zmiany oksydacyjne również stwierdzane są wcześniej, niż następuje formowanie blaszek starczych. Taki wniosek wynika z doświadczeń, w których hodowle komórkowe pod­dawano działaniu jonów miedzi i/lub β-amyloidu (42-ami­nokwasowej postaci). Jak wiadomo, przejściu Cu2+ w Cu+ towarzyszy wytworzenie H2O2. Komórki takie poddawano więc działaniu katalazy albo hamowano działanie glutatio­nu. Okazało się, że sam β-amyloid zabił około 38% komó­rek, natomiast po dodaniu katalazy przeżyło ich dwukrotnie więcej, podczas gdy po zahamowaniu glutationu przeżyło 5 razy mniej komórek w porównaniu do tych, które były eksponowane tylko na β-amyloid. Dodanie jonów miedzi do hodowli z β-amyloidem zmniejszyło przeżywalność dwukrotnie, a podanie jonów cynku (hamujących wytwa­rzanie H2O2), choć zwiększyło agregację amyloidu, to jed­nak zwiększyło też przeżywalność tak, jak podanie dodat­kowych ilości katalazy. Świadczy to zdecydowanie o tym, że neurony obumierały nie z powodu samego β-amyloidu, ale z powodu wytworzenia się wolnych rodników [22].
β-amyloid - patogen czy protektor
Wiodącą rolę stresu oksydacyjnego w patogenezie AD i akumulacji splątków oraz amyloidu sugerowano już od początku lat 90. ubiegłego wieku [9]. W tym samym czasie propagowano jednak również pogląd przeciwny, głoszący, że to 42-aminokwasowy amyloid - jeszcze o monomerycz­nej i rozproszonej postaci (niespolimeryzowany w blasz­ki), generuje wolne rodniki, jest więc neurotoksyczny [54] i pogląd ten nadal jest podnoszony [56]. Oznaczałoby to, że to powstanie β-amyloidu jest pierwotną przyczyną AD, a wolne rodniki wytwarzane są w odpowiedzi na jego obec­ność. Gdyby jednak pogląd ten był słuszny i wyczerpujący, to po stwierdzeniu złóż β-amyloidu, podawanie dużych da­wek leków przeciwzapalnych powinno doprowadzać przy­najmniej do zahamowania postępu choroby. Tymczasem, jak zauważają w swej inspirującej pracy przeglądowej Lee i wsp. [70], w której zestawiają liczne fakty świadczące za pozytywną i negatywną rolą β-amyloidu, zastanawiająca jest mała skuteczność terapeutyczna leków przeciwzapal­nych, które przecież blokują proces powstawania wolnych rodników. Należy jednak zauważyć, że były one podawane już po wystąpieniu uszkodzeń spowodowanych przez rod­niki, a ponadto źródła i rodzaje tychże są różne, co może znacząco wpływać na skuteczność leków przeciw nim skie­rowanych. Ponadto wykazano, że w chwili pojawienia się monomerycznej lub dyfuzyjnej postaci β-amyloidu, oksy­datywne uszkodzenia neuronów samoistnie zmniejszają się, a zjawisko to występuje zarówno w sporadycznych, jak i ro­dzinnych postaciach AD [96]. Wywnioskowano więc, iż to powstawanie β-amyloidu łączy się z wygaszaniem stre­su oksydacyjnego [62], a więc ma ono charakter reakcji kompensacyjnej. Późniejsze badania wykazały nawet, że nanomolarne stężenia β-amyloidu mogą hamować apop­tozę komórek nerwowych po wystąpieniu stresu oksyda­cyjnego - oznaczałoby to, że β-amyloid jest wręcz tworem niezbędnym do przeżywalności komórek [63].
Te sprzeczne poglądy znalazły konsensus w pracach, w których wzajemne zależności procesów oksydacyjnych i β-amyloidu przebadano na kulturach tkankowych, gdzie można było oddzielić od siebie wpływ poszczególnych frakcji β-amyloidu, dodatkowo uwzględniając stan ich rozproszenia. Wykazano wówczas, iż najsilniejsze wła­ściwości antyoksydacyjne przejawiają postaci 1-40; słab­sze działanie przeciwzapalne cechowało postaci 1-42 [22,140], którym jeszcze bardziej ustępowały postaci 25-35, zaś 35-25 okazały się nieaktywne [63]. Jednocześnie wy­kazano jednak, iż żadna z nich nie zachowuje swoich an­tyoksydacyjnych właściwości w chwili, kiedy ich stężenie w płynie mózgowo-rdzeniowym narasta, zaś kiedy prze­kracza 1 nM, zyskują właściwości prooksydacyjne [63]. Podobna sytuacja zdarza się, jeśli postać monomeryczna przechodzi w dyfuzyjną, a ta w skupiskową [140].
Antyoksydacyjne właściwości β-amyloidu nie ograniczają się jedynie do chelacji, ale obejmują także jego zdolność do redukcji metali przejściowych [62]. Jego protekcyjna rola dotyczy jednak tylko ochrony przed uszkodzeniami zwią­zanymi z indukcją wywołaną jonami miedzi (II) oraz żela­za (II) i (III), a nie np. spowodowanymi defektem łańcucha oddechowego. Udział jonów miedzi i żelaza w budowie zło­gów amyloidalnych stwierdzono już 10 lat temu, przy czym zauważono, że te pierwsze odkładają się przede wszystkim na obrzeżach blaszek, podczas gdy te drugie - równomier­nie w środku i na obwodzie [140]. Wykazano również, że jony obu tych pierwiastków indukują agregację β-amyloidu, lecz nie doprowadzają do tworzenia się włókien, co z kolei stwierdzono w przypadku cynku, również występującego w blaszkach starczych [74,140]. Świadczy to niekorzystnie o tym pierwiastku, lecz jego właściwości mają także pozy­tywną stronę - hamuje on wytwarzanie H2O2 indukowane przez 42-aminokwasową postać β-amyloidu. Można zatem wysnuć wniosek, że chelatowanie przez β-amyloid aktyw­nych oksydacyjnie metali odgrywa rolę ochronną w komór­ce [63], co by tłumaczyło doniesienia o ujemnej korelacji między jego poziomem a zakresem uszkodzeń oksydacyj­nych w kwasach nukleinowych [22]. W świetle tych faktów uznano β-amyloid za zmianę kompensacyjną, zmniejszają­cą szkody wyrządzane w komórce przez stres oksydacyjny, co ma znaczenie nie tylko teoretyczne, ale znajduje prak­tyczne przełożenie na właściwe ukierunkowanie terapii. Terapeutyczne chelatowanie jonów cynku (z pomocą klio­chinolu), a nawet miedzi (D-penicylaminą), znacznie zwięk­sza rozpuszczalność blaszek β-amyloidu, co doprowadza do wzmożenia stresu oksydacyjnego i zwiększenia progresji AD. Wydawać by się mogło, że jest to sprzeczne z przedstawio­nymi wyżej danymi, które sugerują, iż dyfuzyjne postaci β-amyloidu są mniej szkodliwe, niż blaszki. Jednak, jak wspo­mniano wyżej, jony miedzi znajdują się przede wszystkim na obrzeżach blaszek, a więc po ich częściowym rozpadzie (gdy w pierwszej kolejności dokonuje się chelacji cynku), stają się one bardziej dostępne reakcjom chemicznym. Nie jest to bez znaczenia, wykazano bowiem, że spośród meta­li to właśnie miedź jest najskuteczniejszym katalizatorem procesów oksydacyjnych [62]. Można więc rozważać, czy to właśnie jej nie należałoby poddawać chelacji w pierwszej kolejności, po czym dopiero żelazo i cynk [22].
Pozornie sprzeczne dane na temat właściwości β-amyloidu przedstawiali Hardy i Selkoe [50] oraz De Felice i wsp. [25], którzy stwierdzili, że jego oligomeryczne postaci nie tylko nie hamują procesów związanych z wolnymi rodni­kami, ale wręcz indukują ich powstawanie. Jednocześnie wykazali, że ten ostatni proces, jak również zjawisko przy­łączania β-amyloidu do neuronów, można zahamować, po­dając przeciwciała przeciw zewnątrzkomórkowej domenie receptora (NR1)-NMDA lub memantynę (bloker tego re­ceptora). Warto jednak zwrócić uwagę, że doświadczenia te przeprowadzono na hodowlach tkankowych, w których badano powstawanie wolnych rodników nieindukowane jo­nami metali, lecz pracą kanału NMDA. W tym przypadku zatem β-amyloid nie mógł pełnić roli ochronnej w pełnym zakresie, ponieważ brakowało czynnika, przeciw któremu jego działanie jest ukierunkowane. Do pewnego stopnia jed­nak spełniał swoją rolę, ponieważ jak wykazano, powsta­nie wolnych rodników (bez względu na ich pochodzenie) stymuluje tworzenie się β-amyloidu [62].
Nie wszystkie osoby obciążone są jednakowym ryzykiem powstawania wolnych rodników indukowanych jonami me­tali. Jeśli występuje u nich deficyt enzymów odpowiedzial­nych za ich wiązanie, takich jak metalotioneiny i transfer­ryny, oznacza to dla nich zwiększoną podatność na stres oksydacyjny. Dotyczy to również osób zamieszkujących tereny o znacznych zanieczyszczeniach metalami. Przy takim środowiskowym przeciążeniu metalami, przyjęte z wodą lub pokarmem nadmierne ich ilości mogą inicjo­wać reakcje wolnorodnikowe, a amyloid może wyciszać powstawanie wolnych rodników indukowanych metalami. Tak więc, mimo że występujące w AD uszkodzenia mito­chondriów mogą mieć tło genetyczne, mogą też być indu­kowane poprzez środowisko. Stwierdzono, że w obszarach zanieczyszczonych β-amyloid może pełnić funkcje kom­pensacyjne, natomiast jeśli tworzenie się wolnych rodni­ków wynika z wadliwej pracy receptora NMDA lub pra­cy łańcucha mitochondrialnego czy samego powstawania H2O2 [140], antyoksydacyjne znaczenie amyloidu jest mniej­sze, a co więcej może być prooksydacyjne. Ponadto jako twór, na którym może dochodzić do osadzania się produk­tów metabolizmu neuronalnego lub metali przejściowych obecnych w każdej komórce, amyloid może paradoksal­nie (przynajmniej w późniejszym etapie dysfunkcji mito­chondrialnych) sprzyjać tworzeniu się wolnych rodników.
Dodatkowym czynnikiem komplikującym znalezienie od­powiedzi na pytanie czy β-amyloid jest anty- czy prook­sydantem jest to, że wykazuje on różną neurotoksyczność zależnie od zawartej izoformy apolipoproteiny E (APOE). W badaniach nad rolą APOE w AD za pomocą pozytro­nowej emisyjnej tomografii komputerowej i fluorodeok­syglukozy stwierdzono, że posiadanie APOE ε4 wiąże się z ogólnie niższym tempem metabolizmu w mózgu [116]. Natomiast w badaniach przeprowadzonych na hodowlach komórkowych Neuro-2a [54] wykazano, że gdy posiada się izoformę APOE ε4, to neurotoksyczność β-amyloidu jest większa niż przy innych postaciach, ponieważ docho­dzi wówczas do zmian w budowie błon lizosomalnych i przecieków lizosomalnych doprowadzających do apop­tozy. Z kolei w badaniach na komórkach B-103-APP wy­kazano wpływ ε4 na zwiększenie wytwarzania β-amyloidu [135]. Obecność różnych postaci APOE tłumaczy również zmniejszenie (poprzez ε3) lub zwiększenie (poprzez ε4) neurotoksyczności oligomerycznej postaci β-amyloidu przez wpływ na jego agregację [80]. APOE wpływa rów­nież na drugi twór związany z AD, czyli NFT, bowiem w skrawkach hipokampalnych osób zmarłych na AD wy­kazano obecność tej apolipoproteiny także w splątkach neurofibrylarnych. Również w tym przypadku tworzenie się NFT zależy od posiadanych postaci APOE, jako że te mają różną zdolność do łączenia się z białkiem tau [109].
Tak więc β-amyloid i splątki, za sprawą interakcji z APOE, mogą być różne, zależnie od postaci: oligomerycznej, roz­puszczalnej czy zagregowanej, nierozpuszczalnej, łączą­cej się z białkami tau lub nie i dlatego też, niestety, bada­nia przeprowadzone na myszach transgenicznych, które uwzględniają tylko jeden czynnik, np. wytworzenie nad­miernej ilości APP, mają umiarkowaną wiarygodność w wyrokowaniu o przyczynach neurodegeneracji u ludzi chorych na AD.
Splątki neurofibrylarne - patogen czy protektor
Przedstawiony wcześniej dość jednoznaczny obraz roli bia­łek tau w fizjologii i jako czynnika inicjującego patologię obecnie został uzupełniony o kilka danych wskazujących na to, że tworzenie się NFT nie jest wyłącznie procesem związanym z AD. Obserwowana u chorych na AD redukcja zarówno pod względem liczby, jak i długości mikrotubul i hamowania transportu aksonalnego występuje szybciej, niż tworzenie się NFT, jest więc to proces od nich nieza­leżny; ponadto dzieje się tak w fizjologicznych procesach starzenia się organizmu [16]. Jak wykazano w badaniach porównawczych od niemowląt po osoby 90-letnie (nie­chorujące na AD), wraz z wiekiem dochodzi do obniże­nia stężenia tubuliny w komórkach o 90%, choć wówczas liczba splątków nie narasta. Natomiast istnieją powiązania między patologiami białek tau a stresem oksydacyjnym: 1. Jak wykazali Bowling i Beau [11], w AD dochodzi do dysfunkcji mitochondrialnych, co powoduje obniżenie stężenia ATP i wzrost aktywności kinazy, co z kolei przy­czynia się do hiperfosforylacji białek tau. Dodatkową przyczyną tworzenia się NFT jest akumulacja markerów stresu oksydacyjnego, takich jak 4-HNE. Jest to aldehyd o toksycznych właściwościach, tworzony spontanicznie w czasie peroksydacji lipidów i jak wykazano ze zdol­nością do indukowania zmian strukturalnych w tau, któ­re prowadzą do tworzenia się splątków [97]. Tak więc oba zjawiska wyraźnie wyprzedzają formowanie NFT. 2. Wykazano również, że ekspresja tau podlega kontroli ki­naz regulowanych przez sygnały pozakomórkowe (ERK - extracellular signal-regulated kinases), których aktyw­ność jest wrażliwa na działanie stresu oksydacyjnego. 3. Nadmierna ekspresja oksygenazy hemowej indukuje powstawanie antyoksydantu - bilirubiny, która z kolei powoduje spadek stężenia białek tau oraz wzmożenie oporności komórek na uszkodzenia oksydacyjne wywo­łane przez H2O2 [122]. 4. Fosforylacja białek tau sprzyja przeżywalności komórek w czasie ekspozycji na oksydanty, co wykazano w ba­daniach na neuronach embrionalnych [69].
Podobnie jak w przypadku β-amyloidu, wyłącznie patoge­niczny charakter splątków jest dyskusyjny. W doświadcze­niach wykonanych na myszach transgenicznych z ludzkim białkiem tau [114] wykazano, że zwiększeniu liczby spląt­ków towarzyszy utrata neuronów i deficyty behawioralne, a stłumienie ekspresji białka tau (doksycykliną) powodo­wało zahamowanie neurodegeneracji i poprawianie pro­cesów pamięciowych. Nie zatrzymywało jednak procesu odkładania się NFT, który w tej sytuacji nie rzutował na de­ficyty pamięci. Autorzy sugerowali więc, że skoro powrót funkcji poznawczych jest możliwy we wczesnych stadiach tauopatii, mimo ich narastania, należy zastanowić się, czy splątki są tylko patologią, czy też pełnią rolę protekcyjną, np. kierując substancje neurotoksyczne w mniej groźną, bardziej stabilną postać.
To pytanie zadali również Lee i wsp. [69], którzy w swej pracy przeglądowej zwrócili uwagę, iż sama korelacja po­stępu choroby i ilości NFT nie przesądza co jest przyczy­ną AD. Wykazano przecież, iż neurony obciążone splątka­mi przeżywają dziesięciolecia, a z kolei tracone z wiekiem neurony wielokrotnie przewyższają liczbowo te, które wy­kazują obecność NFT. Tak więc, ponieważ nie ma korela­cji między apoptotycznymi zmianami, a depozytami białek tau, to nie one są pierwotnym czynnikiem neurodegene­racyjnym. Uznano zatem, że w AD pierwotnym czynni­kiem inicjującym kaskadę zdarzeń, jest stres oksydacyj­ny [69,70], inicjujący powstawanie β-amyloidu i splątków, a twory te działają synergistycznie [59]. Oddziaływanie wytworzonych wolnych rodników na białka, DNA czy li­pidy błonowe, kumuluje się z czasem, objawowo AD jest więc zawsze chorobą wieku podeszłego, mimo że gdy jest związana z mutacją niektórych genów, istnieje od chwi­li narodzin. Choroba wówczas rozwija się wcześniej, jed­nak objawy i tak nie występują przed piątą dekadą życia.
Genetyczne tło choroby
Jak już wspomniano wyżej, w indukcji AD bierze się pod uwagę zarówno wpływ czynników środowiskowych, jak i genetyczne uwarunkowanie. Wykazano wiele zmian ge­netycznych, które sprzyjają rozwojowi choroby, choć ża­den z nich nie jest wyłącznym czynnikiem sprawczym. Tak więc wcześniej wystąpi i będzie miała szybszy prze­bieg u osób z mutacjami np.:
• na chromosomie 21 (związana z nadmiernym tworze­niem prekursora β-amyloidu, APP) [110];
• na chromosomach 14 i 1 (geny kodujące preseniliny 1 i 2, związane z transportem cholesterolu i białek, apa­ratem Golgiego, modyfikujące działanie sekretaz i ko­dujące nadmierne wytwarzanie dysmutazy ponadtlen­kowej) [110];
• na chromosomie 19 (zawierającym geny kodujące APOE, związaną z metabolizmem lipidowym i odpowiedzialną za modulację wzrostu komórek i ich procesy regenera­cyjne). Jak wspomniano wyżej, istnieją cztery izoformy APOE, ale tylko ε4 jest związana z deficytem acetylo­cholinesterazy [118] i wrażliwością mężczyzn na cho­roby sercowo-naczyniowe [130]. Przy dwóch allelach ε4 obserwuje się większy deficyt acetylocholinestera­zy i wcześniejsze wystąpienie choroby, niż przy jednym [130];
• na chromosomie 12 (zawierającym geny kodujące dehy­drogenazę aldehydową - ALDH, detoksyfikującą także 4 hydroksynonenal - 4-HNE, toksyczny produkt perok­sydacji lipidów). U osób homozygotycznych z APOE-ε4 i choćby z jednym allelem ALDH2*2 ryzyko zachoro­wania na AD wzrasta 36-krotnie [110];
• na chromosomie 10 (gdzie usytuowany jest gen kodu­jący enzym degradujący insulinę [60] i gen kodujący zwiększone stężenie plazmowe bA42 [39]) - dotyczy to choroby o późnym początku.
O tym, że tylko wystąpienie danej mutacji, np. zwiększe­nie puli APP, nie wystarcza do rozwoju choroby, świad­czą obserwacje przeprowadzane na bliźniętach. Autorzy prac badających częstość występowania AD wśród bliźniąt jedno- i dwujajowych, stwierdzili bowiem, że wśród tych pierwszych nie zawsze obie osoby zapadają na AD, choć rzeczywiście zachorowalność obu była tu częstsza niż w przypadku bliźniąt dwujajowych [117]. Zjawisko to, jak wspominano wyżej, wynika z tego, iż przy AD ważne jest nie tylko dziedziczenie jądrowe, ale też mitochondrialne, a to z kolei nie jest tak precyzyjne jak jądrowe, tak więc przy podziałach komórkowych może dojść do nierówno­miernego rozdziału mitochondriów zdrowych i obciążo­nych genetycznie do obu organizmów.
Poszukiwanie metod wcześniejszej diagnozy AD
Zmiana poglądów o roli NFT i β-amyloidu w genezie AD niesie ze sobą potrzebę zadania sobie pytania, czy dotych­czasowe metody terapeutyczne, związane z podtrzymywa­niem stymulacji cholinergicznej, również nie wymagają ra­dykalnej zmiany. Wydaje się, że odpowiedź jest negatywna przynajmniej z dwóch powodów. Po pierwsze, wykazano, iż stymulacja receptorów cholinergicznych jest nie tylko niezbędna do podtrzymania zdolności kognitywnych, ale też za sprawą pobudzania receptorów muskarynowych, po­zwala chronić DNA przed uszkodzeniami, stresem oksyda­cyjnym i skutkami upośledzenia funkcji mitochondrialnych [29]. Po drugie, dopóki nie zostaną wprowadzone metody wcześniejszego diagnozowania AD (wśród których propo­nuje się m.in. test węchowy i badania przesiewowe na obec­ność 4-HNE w moczu lub w krwi) i nie będzie możliwe rozpoczęcie terapii wyprzedzającej zaawansowane zmiany w neuronach (jak to się obecnie dzieje), proponowane w dal­szej części pracy terapie będą miały ograniczone działanie.
Według danych z roku 2003 biochemiczna, przyżyciowa diagnoza AD przeprowadzana na próbkach osocza, ukie­runkowana na β-amyloid czy splątki jest trudna i jej traf­ność mieści się w przedziale 65-90%. Stosunkowo najlepiej diagnozuje się AD badając płyn mózgowo-rdzeniowy, jed­nakże u około 2% osób łączy się to z ciężkim bólem głowy, ponadto muszą to być badania nie pojedynczego czynni­ka, lecz kompleksowe, a to zwiększa ich koszt. Wykazano bowiem, że należy brać pod uwagę co najmniej dwa mar­kery jednocześnie, ponieważ analizy pojedyncze, np. cał­kowitej zawartości białek tau czy β-amyloidu, dają mało wiarygodne wyniki. Łączne oznaczanie tych dwóch czyn­ników w zakresie odróżnienia chorych od zdrowych daje 86% czułości i 97% swoistości, w zakresie odróżniania od innych chorób - odpowiednio 80 i 73%, a w zakresie od­różniania chorych na AD od pacjentów z innymi choroba­mi neurologicznymi - 80 i 89%. By jednak te wyniki były wiarygodne, zmiany muszą być duże, a to oznacza, że i po­stęp choroby musi być znaczny [76]. Sprawdza się więc wartość diagnostyczną w płynie mózgowo-rdzeniowym kolejnych czynników: stężenia białka MPA-tau, stosunku ufosforylowango białka P-MPA-tau do całkowitego białka MPA-tau, stężenia β-amyloidu, markerów stresu zapalne­go, stresu oksydacyjnego, stężenia cytokin (sposób najbar­dziej zawodny); przeprowadza się także badania genetycz­ne stosunku alleli APOEε4 do APOEε3. Z tego zestawu jedynie badanie markerów stanu oksydacyjnego można uznać za wynik wykrywający stosunkowo wczesną zmia­nę, ale jest to parametr mało swoisty (patrz niżej). Dobrym wskaźnikiem ryzyka, zarówno w rodzinnych, jak i spora­dycznych AD o późnym początku, są badania na posiada­ną postać APOE [118]. Wykazano, że przy każdym allelu ε4 symptomy AD mogą wystąpić o 5-7 lat wcześniej [64]. Może to być związane z tym, że u tych osób, nawet zdro­wych, zmniejsza się przepływ krwi i tempo metabolizmu [108]. Takie warunki same w sobie powodują zwyrodnienie neuronalne, a więc rozwój choroby może wystąpić wcze­śniej. Jednak choć czynnik ten jest oznaczany we krwi sto­sunkowo łatwo i powszechnie (np. w Kanadzie), nie za­leca się go do celów diagnostycznych jako standardowy wskaźnik przedobjawowy, ponieważ w przypadkach AD związanych z obecnością allelu ε4 „nie istnieją metody zapobiegawcze" [92]. Autorzy tego stwierdzenia w chwi­li publikacji nie wykluczali wartości testu w przyszłości, kiedy będzie możliwa terapia genetyczna, bowiem wiado­mo, że postać ε4 różni się od korzystnej ε3 tylko jednym aminokwasem. Tymczasem już po 8 latach od tej publika­cji okazało się, że po podaniu pacjentom z ε4 środka po­prawiającego wrażliwość na insulinę i aktywującego mi­tochondria - Rozyglitazonu - poprawiają się zdolności poznawcze u ludzi, a pamięć i procesy uczenia się u my­szy [12,99]. Niepotrzebna jest więc manipulacja genetycz­na, by zmniejszyć szkody spowodowane przez ε4, a bada­nia tego markera stają się terapeutycznie wskazane i to już przy podejrzeniu początków choroby, jako że Rozyglitazon jest skuteczny tylko w początkowych i umiarkowanych pa­tologiach związanych z AD [12].
Pozostałe wymienione potencjalne wskaźniki AD również nie pozostają bez wad. W przypadku MPA-tau wiążą się one z nieswoistością tego markera, ponieważ jego ilość wzrasta również w innych chorobach, np.: w otępieniu starczym, zespole Downa, depresji i chorobie Creutzfeldta-Jakoba (tu wzrost jest kilkakrotnie większy niż w innych chorobach). Precyzyjność testu opartego na MPA-tau można popra­wić, badając stosunek PMPA-tau/MPA-tau. Ponadto to, iż wskaźnik ten wykazuje wyższe wartości w depresji, którą rozważa się jako syndrom prodromalny AD [46], nie wy­klucza jego wartości w diagnostyce tej choroby.
W przypadku metody opartej na badaniu 42 β-amyloidu wątpliwości budzą sprzeczne wyniki o związku jego stę­żenia z postępem choroby. Dotychczas zjawisko to tłuma­czono tym, że wraz z postępem choroby spada stężenie izoformy 42 β-amyloidu, ponieważ zostaje ona związana w blaszkach [140]. Badania należałoby więc wykonywać w kilku powtórzeniach, aby wykryć zmianę, a dodatkowo - jak wynika z przedstawionych wyżej faktów - wynik po­zytywny potwierdzi AD, ale w późniejszym stadium cho­robowym. Ponadto obecność amyloidu stwierdza się tak­że w innych chorobach otępiennych.
Główną wadą diagnostyki opartej na badaniu markerów pro­cesu zapalnego jest, jak już wspomniano, niewielka swo­istość tego testu. Polega on na badaniu stężenia markera IL-1 w mózgu, który w przypadku tworzenia się blaszek, czemu towarzyszy reakcja ostrej fazy i aktywacja mikro­gleju, wzrasta nawet sześciokrotnie. Jednakże choć obser­wuje się korelację między wzrastaniem stężenia IL-1 a po­głębieniem objawów AD [115], zjawisko to obserwuje się także w trakcie innych chorób neurodegeneracyjnych, np. w chorobie Parkinsona [6].
Jak już wspominano, w AD stwierdza się dużą aktywność wolnych rodników. Narasta stężenie izoprostanów i CuZn-SOD (dysmutazy ponadtlenkowej), a ich ilość wykazuje korelację z postępem objawów otępiennych [104], w do­datku można je oznaczać w moczu - jest to więc badanie nieuciążliwe dla pacjenta. Można także oznaczać 3-nitro­zynę (wczesny marker stresu oksydacyjnego). Zaletą tych oznaczeń jest to, że stężenie jej narasta nawet przed be­hawioralnymi symptomami AD [41], jest to więc metoda obiecująca i wczesna. Zastosowanie w diagnostyce AD może znaleźć także badanie stężenia 8-hydroksyguanozy­ny, który wprawdzie narasta także w zespole Downa, ale w przypadku AD obserwowana jest korelacja z czasem trwania i siłą symptomów. Niestety, w przypadku testów związanych z markerami stresu oksydacyjnego, choć jak wynika z powyższych faktów, jest to metoda obiecująca i pozwalająca na stosunkowo wczesną diagnostykę, z po­wodu małej swoistości i konieczności wprowadzania do­datkowych testów biochemicznych nie nadaje się do ba­dań przesiewowych.
Jeśli przyjmiemy, że dobry marker powinien się odzna­czać następującymi cechami:
• jednoznacznością (przynajmniej 80% czułość i 80% swoistość);
• łatwym dostępem do materiału biologicznego (mocz lub krew);
• korelacją z ostrością symptomów, a ponadto być prognostykiem choroby i postępów terapii, to powyższy przegląd metod diagnostycznych sugeruje, że dalsze innowacyjne badania są niezbędne.
Wymienione testy nie są ani tanie, ani nieinwazyjne, ani w pełni jednoznaczne, ani skorelowane tylko z tą choro­bą, ani nie pozwalają na skuteczne (w zakresie utrzyma­nia zdolności kognitywnych) terapie. Dlatego należy roz­ważyć naukowe podstawy proponowanej nowatorskiej metody badań węchu jako prognostykę choroby i zwery­fikować jej wiarygodność. Jest to może metoda nietypo­wa, także nie w pełni swoista, ale tańsza od testów bio­chemicznych i z pewnością nieinwazyjna, może przy tym pełnić rolę testu szybkiego ostrzegania, a to z kolei może pozwolić na włączenie, ale już w węższej grupie osób ob­ciążonych ryzykiem, innych potwierdzających testów, np. zawartości 4-HNE w moczu. W przypadku wyniku pozy­tywnego umożliwi to zastosowanie terapii działających na wcześniejszym etapie, niż te skupiające się na podtrzymy­waniu przekaźnictwa synaptycznego.
Węch a choroby
Człowiek jest gatunkiem mikroosmatycznym, lecz mimo to ostatnio patologie ludzkiego węchu przeżywają wyraź­ny wzrost zainteresowania ze strony naukowców i leka­rzy. Upośledzenie węchu może wynikać ze zmian w ob­rębie samej śluzówki nosa i/lub ze zmian w opuszce czy drogach węchowych albo też w poszczególnych częściach ośrodkowego układu nerwowego, takich jak płaty przed­czołowe, jądra przegrodowe, ciała migdałowate lub płaty skroniowe. Rejony te mają liczne połączenia z innymi waż­nymi częściami mózgu, takimi jak wzgórze, podwzgórze oraz kora czołowa i skroniowa. Istnieje więc anatomiczne uwarunkowanie wpływu np. opuszki węchowej na działal­ność hipokampa, poparte zresztą badaniami na szczurach, które wykazały, iż usunięcie opuszki węchowej powoduje pogorszenie procesów uczenia się zwierząt, a podnoszenie stężenia cynku w hipokampie (przez podawanie dootrzew­nowe) poprawia ich wyniki (cynk jest blokerem recepto­rów NMDA, a więc działa podobnie jak memantyna [94]).
Chory może być świadomy swojego upośledzenia węchu, lecz równie dobrze może nie zdawać sobie z tego sprawy, nawet w przypadku znacznych ubytków [32]. Zanikowi węchu mogą towarzyszyć zmiany w odczuwaniu smaku potraw, lecz i to nie zawsze występuje [za 34]. Hiposmia występuje w różnych chorobach, takich jak chociażby za­palenie zatok przynosowych, w chorobie Parkinsona (PD) [84], Huntingtona [88], narkolepsji [120], a nawet trądzie [87]. Można więc uznać, że upośledzenie węchu jest zja­wiskiem mało swoistym, a ponieważ odróżnienie na jego podstawie początków choroby Parkinsona i AD jest nie­możliwe [35], traktowanie go jako prognostyka konkret­nej choroby neurodegeneracyjnej wzbudza kontrowersje. Jakie są więc biologiczne podstawy szukania współzależ­ności między utratą węchu a chorobą Alzheimera i jakie zastosowanie mogą one znaleźć w diagnostyce?
Już 20 lat temu w badaniach histopatologicznych zauwa­żono, że zmiany opisywane jako typowe dla przebiegu AD, czyli blaszki amyloidalne i NFT, znajdują się nie tyl­ko w hipokampie, ale również w jądrze węchowym przed­nim, opuszce węchowej oraz ośrodkowych strukturach wę­chowych (ciałach migdałowatych i płatach skroniowych) [39,65]. Również typowe dla AD zmiany zanikowe nie ograniczają się do hipokampa, ale stwierdza się je również w drogach węchowych i sięgają one 40% na przekroju i 52% w liczbie zmielinizowanych neuronów [24]. Kolejnym po­wiązaniem między patologiami struktur węchowych a AD jest to, iż w obu biorą udział jony metali. Samudralwar i wsp. [113] po analizie występowania 11 pierwiastków w drogach węchowych prawie u 100 pacjentów z AD stwierdzili naj­większe obciążenie jonami żelaza (zwiększone o około 20% w ciałach migdałowatych i o 30% w korze gruszko­watej) oraz cynku (zawartości miedzi nie badano). Może to sugerować zwiększoną generację wolnych rodników i de­gradację komórek właśnie w tych regionach, analogicznie do zmian stwierdzanych w hipokampie. Zjawisko to nie jest przypadkowe, bowiem badania pośmiertne przepro­wadzone na tkankach mózgowych 14 chorych wyraźnie wykazały swoistość rozmieszczenia zmian patologicznych występujących w AD: NFT i blaszki amyloidalne występo­wały obficie w rejonach węchowych mózgu, za to w korze czuciowej, ruchowej i wzrokowej zmiany były minimal­ne i typowe dla wieku [98]. Ponadto dzięki zastosowaniu technik obrazowania rezonansu magnetycznego, wykaza­no w tych regionach zmieniony i zredukowany przepływ krwi. Wywnioskowano zatem, że drogi węchowe są miej­scem ważnym w patogenezie AD. Zarówno tu, jak i w hi­pokampie dochodzi do analogicznych zmian, przy czym pa­tologie w strukturach węchowych skutkują upośledzeniem tego zmysłu [65,72]. Znajduje to również poparcie w bada­niach nad transgenicznymi myszami (obciążonymi patoge­nicznym białkiem tau i nadmiarem białka APP), u których zmiany degradacyjne stwierdzano w układzie limbicznym i korze węchowej [71]. Powiązania deficytów węchowych i AD mogą mieć zatem podłoże genetyczne, zwłaszcza, iż rejestruje się je nie tylko u chorych, ale również ich krew­nych pierwszego stopnia [za 32], a jeśli asomia łączy się z obecnością przynajmniej jednego allela APOE ε4, praw­dopodobieństwo zachorowania wzrasta pięciokrotnie [45].
Najważniejszym aspektem związanym z upośledzeniem węchu jest, z punktu widzenia diagnostyki AD, jego wcze­sne występowanie. Wykazano, że zmiany w funkcjono­waniu tego zmysłu pojawiają się u osób, u których deficy­ty kognitywne są jeszcze nieznaczne [36]; dowiedziono również korelacji między stopniem upośledzenia powo­nienia a tempem postępowania demencji i jej nasileniem [65,105]. Jako narzędzie diagnostyczne lub prognostycz­ne, ma ono jednak pewne wady. Pierwszą i najpoważniej­szą jest jego mała swoistość. W metaanalizie prawie 50 prac stwierdzono, że nie ma różnic w charakterze zmian w powonieniu u osób z AD i PD [84]. Nie można jednak wykluczyć, że w przyszłości bardziej precyzyjne badania (rozpatrujące różnice w odczuwaniu jakości i/lub ilości za­pachów lub ich składu) pozwolą na opracowanie jego spe­cyfiki chorobowej, co wykorzystano w przypadku trzech postaci trądu [87]. Drugim słabym punktem diagnostyki AD opartej na deficytach węchowych jest to, iż są one na­turalnym zjawiskiem w procesach starzenia się organizmu [90]. Szacuje się, że dotyczą one przeszło 50% populacji osób po 65 roku życia [42]. Próg pobudliwości węchowej rośnie z wiekiem i ponad 75% ludzi powyżej 80 lat wyka­zuje osłabione odczuwanie zapachów. Problem ten można jednak rozwiązać odpowiednio zawężając grupy wiekowe (dobierając równolatków w grupie kontrolnej i z podejrze­niem choroby). Deficyty węchowe zależą także od wielu in­nych czynników, tak biologicznych, jak i środowiskowych. Inną zdolność do odczuwania zapachów wykazują kobie­ty i mężczyźni, a dodatkowo różnice między nimi nasila­ją się z wiekiem (u mężczyzn zanik wrażliwości powonie­nia może być nawet trzykrotnie większy niż u kobiet [90]). Innego rzędu zmiany występują również w zależności od palenia tytoniu, wykształcenia i wykonywanego zawodu [32]. Aby test węchowy miał jakąkolwiek wartość należy więc badaną grupę wyselekcjonować z uwzględnieniem tych czynników, co nie zawsze jest proste (np. w starszych grupach wiekowych, w związku z różną średnią życia ko­biet i mężczyzn, tych pierwszych będzie więcej). Na war­tość diagnostyczną upośledzenia powonienia ma ponadto wpływ stan zdrowia pacjentów. Stopień demencji rzutu­je na zdolność badanego do oceny własnych braków, na jego reaktywność i współpracę z badającym. Jednak i ten problem można przezwyciężyć, a wyniki zobiektywizo­wać, badając potencjały wywołane i/lub rytm oddechowy. Badania rytmu oddechowego w dużym stopniu uniezależ­niają wynik od stopnia demencji i/lub niekomunikatywno­ści. Polegają one na rejestracji głębokości wdechu w od­powiedzi na podany bodziec węchowy, z tym że wówczas powinien to być zapach awersyjny [123]. Jak wykazano w pracy Franka i wsp., taka odpowiedź na awersyjne bodźce zapachowe jest reakcją odruchową, nie jest więc tłumiona u osób z deficytami pamięci lub uwagi [42]. Badania takie powinny jednak być ujednolicone co do dawki stymulanta (co jest może oczywiste), ale także co do rodzaju zastoso­wanej substancji, bo jak wykazano, kłębuszki w opuszce węchowej są wrażliwe na różne stężenia różnych cząste­czek zapachowych [93]. Jak wspomniano, badania olfak­tometryczne można wykonywać także u osób niechętnie współpracujących z pomocą dodatkowej obiektywnej re­jestracji potencjałów wywołanych [129], która powinna być oczywiście poprzedzona stwierdzeniem braku uszko­dzeń nocyceptorów śluzówki nosa (stymulacja kontrolna 50% CO2) [101]. Badania takie powinny też być ciągłe - jak wykazał to zespół Memory Disorders Clinic [32], który powtarzał badania 90 pacjentów co pół roku przez 50 mie­sięcy. Stwierdził on, że znaczące różnice między osobami z grupy ryzyka a grupą kontrolną pojawiły się po 2 latach. Przy okazji wyłoniono dodatkowy czynnik prognostycz­ny, bowiem u około 82% osób, u których na początku ba­dań stwierdzono duże upośledzenie węchu i które nie były świadome swoich braków, w ciągu 2 lat zdiagnozowano AD. Jest to więc czynnik znaczący.
Podsumowując, w oparciu o obiektywne badania z rejestra­cją głębokości wdechu, zwłaszcza wzbogacone o rejestra­cję potencjałów wywołanych oraz badania psychologiczne, można sprawić, iż chory rozpocznie terapię, zanim dojdzie do znaczących ubytków w tkance mózgowej. Jednak bez względu na wady testu olfaktometrycznego, a także ko­nieczność stosowania dodatkowych parametrów diagno­stycznych, już samo wskazanie tak prostą i tanią metodą grupy ryzyka jest wskazaniem, u których osób po wykona­niu tych badań przesiewowych należy przeprowadzić testy uściślające. Mogą to być testy biochemiczne, takie jak ba­danie obecności allela APOE ε4 [45], a nawet biopsja, po­nieważ nabłonek węchowy jest zdecydowanie najmniej in­wazyjnym miejscem poboru próbek (co już zresztą znalazło zastosowanie w diagnostyce choroby Creutzfeldta-Jakoba).
Sposoby terapii a znajomość genezy choroby
Stwierdzenie, że u osób chorych na AD dochodzi do osła­bienia przekaźnictwa cholinergicznego przyniosło oczywi­sty skutek w postaci ukierunkowania terapii na wzmacnia­nie neurotransmisji. W świetle obecnych danych na temat genezy AD oznacza to, iż leczono tę chorobę objawowo, nie hamując jej rozwoju. Uwaga badaczy skierowała się więc w stronę przeciwdziałania tworzenia się β-amyloidu i spląt­ków neurofibrylarnych. Wychodzili oni z założenia, że AD to następstwo chronicznego braku równowagi między wy­twarzaniem i usuwaniem β-amyloidu, w związku z czym zaproponowali 6 możliwych strategii leczenia [50,81]:
1. Częściowe zahamowanie aktywności β- lub γ-sekretazy, enzymów odpowiedzialnych za cięcie APP, prekur­sora β-amyloidu. Pierwsza publikacja opisująca wy­niki hamowania γ-sekretazy przez DAPT ukazała się w 2004 r., a w roku następnym opisano działanie inhibi­tora β-sekretazy. W obu przypadkach występowały jed­nak niespodziewane działania niepożądane [81]. Jednakże skoro białko APP po zakończeniu swych funkcji powin­no być przez sekretazy usuwane z błony, trudno spodzie­wać się, że może to być bezpieczna droga terapeutyczna.
2. Przeciwdziałanie oligomeryzacji lub podwyższenie szyb­kości usuwania β-amyloidu (w tym immunizacja przeciw β-amyloidowi) [50]. Również w tym przypadku doszło do pojawienia się niespodziewanych działań niepożąda­nych w postaci stanów zapalnych ośrodkowego układu nerwowego. Mogły być one spowodowane tym, że róż­ne pule β-amyloidu cechują prawdopodobnie różne me­chanizmy eliminacji i katabolizmu, tak więc tego typu leki musiałaby się charakteryzować dużą swoistością.
3. Zapobieganie reakcjom zapalnym, np. przez stosowa­nie inhibitorów cyklooksygenazy [50]. U myszy trans­genicznych o wzmożonym wytwarzaniu ludzkiego APP metoda ta dawała korzystne efekty, jednak u ludzi ta­kiego wpływu dla niesteroidowych leków przeciwzapal­nych nie wykazano - z wyjątkiem grupy osób stosują­cych duże dawki (patrz niżej).
4. Modulowanie stężenia cholesterolu. Metoda ta dawa­ła efekty u osób stosujących statyny. W doświadcze­niach przeprowadzonych na myszach transgenicznych dla APP wykazano korzystny wpływ obniżenia stęże­nia cholesterolu na stężenie β-amyloidu [50], ale staty­ny mają również inne oddziaływanie, niezwiązane ze stężeniem cholesterolu.
5. Zapobieganie agregacji β-amyloidu poprzez chelację miedzi i cynku. Pierwiastki te mają jednak ważne zna­czenie dla organizmów żywych, a chelatory cechuje wysoka stała nieodwracalnego łączenia się z metala­mi, mogą więc usunąć zbyt dużą ich pulę. Ponadto wy­żej wspomniano o możliwości powstania paradoksal­nej reakcji narastania w takiej sytuacji ilości wolnych rodników, tak więc i ta metoda okazuje się ryzykowna. Natomiast nowa grupa leków - MPAC (metal-protein attenuating compounds), słabiej wiążąca metale, nie­naruszająca więc homeostazy metali w całym organi­zmie, jest w stadium prób klinicznych [50].
6. Zapobieganie synapsotoksyczności i neurodegenaracji przez stosowanie substancji o właściwościach neuropro­tekcyjnych lub neurotroficznych. Także ta terapia pozo­staje jeszcze w fazie prób (choć można do nich zaliczyć także stosowany już w cukrzycy Rozyglitazon).
Trwają również badania nad modyfikacją białek tau, np. przez zastosowanie czynników stabilizujących mikrotubu­le czy hamujących swoiste kinazy [81].
Wszystkie te metody, choć działające na etapie wcześniej­szym niż substancje podtrzymujące przekaźnictwo, dzia­łają jednak na powstające lub już powstałe twory patolo­giczne, natomiast znacznie korzystniejszą terapią byłaby taka, która uderzałaby w pierwotne źródło patologii, czyli - zgodnie ze stanem obecnej wiedzy - w stres oksydacyjny
Przyjęcie poglądu o roli stresu oksydacyjnego w gene­zie AD tłumaczy korzystną rolę statyn w ochronie przed tą chorobą, inną niż stabilizacja stężenia cholesterolu. Udowodniono bowiem, że leki te zwiększają całkowity po­tencjał oksydacyjny osocza, chronią więc neurony przed oksydacją lipidów błonowych [66]. Tłumaczy to też, dla­czego w większości opracowań epidemiologicznych wy­kazywano, że w grupie osób cierpiących na reumatoidalne zapalenie stawów, które stosowały stale duże dawki leków przeciwzapalnych, ryzyko zachorowania na AD spadało [73]. Natomiast wystąpienie niedokrwiennego udaru mó­zgu, nawet najdrobniejszego, podnosiło ryzyko wystąpie­nia demencji dwudziestokrotnie [131].
Wolnorodnikowa teoria genezy AD jest również podstawą do proponowania zmian dietetycznych lub suplementacji diety jako metod profilaktycznych. Wśród substancji naj­częściej wymienianych jako zmiatacze wolnych rodników, a więc substancji, które mogą działać na poziomie inicja­cji zmian chorobowych, wymienia się około 20 substan­cji [103], w tym najczęściej witaminę C oraz substancje lipofilne: witaminę E [55] i melatoninę [15]. Wyniki eks­perymentów z ich zastosowaniem bywają jednak rozbież­ne. Wyjaśnienie tego sugerują badania przeprowadzone na wielką skalę, w których pacjentom w średnim lub za­awansowanym stadium AD podawano 2000 IU tokoferolu (witaminy E), co skutkowało wprawdzie spowolnieniem postępów choroby, lecz nie cofnięciem jej objawów [92].
Z kolei w doświadczeniach, w których działanie witaminy E i melatoniny było zdecydowanie pozytywne, substancje te były podawane prewencyjnie, a nie leczniczo [15,103]. Wskazuje to więc, że gdy zmiatacze wolnych rodników zostały podane w chwili, kiedy doszło już do wytworze­nia patologicznych zmian, np. do peroksydacji lipidów, można tylko spowolnić dalsze narastanie tych procesów. Wprawdzie w doświadczeniach na myszach wykazano, iż podawanie w diecie kwasów tłuszczowych nasyconych lub nienasyconych może zmienić szybkość uczenia się i skład lipidowy błony (co mogłoby sugerować wymianę kwasów tłuszczowych, a więc „odwracalność" procesów peroksy­dacji) w porównaniu z grupą kontrolną, hodowaną na stan­dardowej diecie, jednak badania te po pierwsze, przepro­wadzono na zdrowych myszach, a po drugie, trwały one około 1/3 długości życia zwierząt [121]. Także najnowsze badania na ludziach, którzy otrzymywali z pokarmem kwa­sy tłuszczowe n-3 częściej niż 2 razy w tygodniu, po pra­wie 4-letniej obserwacji częstość występowania AD była o 60% niższa, niż w grupie kontrolnej [91].
Z kolei badania przeprowadzone na dużej populacji Kanadyjczyków (6434 osób po 65 roku życia) wykaza­ły, że picie wina i kawy zmniejsza częstość zachorowań [73], co wiąże się z obecnością zmiataczy wolnych rodni­ków w tych substancjach. Jednak nasze codzienne używki (kawa, alkohol), poprzez podwyższenie stężenia homocy­steiny, indukującej stres oksydacyjny, mogą równie dobrze zwiększyć szansę na wystąpienie AD [43].
W doświadczeniach na szczurach, u których badano zdol­ność do zapamiętywania, czynność elektrofizjologiczną mó­zgu, poziom uwalnianej dopaminy i markery stresu oksyda­cyjnego, wykazano korzystny wpływ truskawek i szpinaku oraz witaminy E - były to jednak zwykłe, starzejące się osobniki, a nie transgeniczne dla jakiegokolwiek markera AD [55]. Ponadto doświadczenie trwało 8 miesięcy, czyli prawie 1 życia szczura i nie zawsze wpływ danego czyn­nika był taki sam (korzystny) we wszystkich badanych pa­rametrach biochemicznych.
To, że antyoksydanty mogą w terapii AD działać zarówno korzystnie, jak i nie działać wcale, częściowo wyjaśniają do­świadczenia przeprowadzone na szczurach transgenicznych badające nadmierne wytwarzanie ludzkiego APP lub której dodatkowo towarzyszyła cytokina TGF-β1 (transforming growth factor - transformujący czynnik wzrostu), przy­spieszająca i zaostrzająca symptomy AD u ludzi. W pierw­szym przypadku antyoksydanty pomagały, w drugim nie [49]. Przy podwójnym defekcie nadmiar wolnych rodni­ków przerastał możliwości terapeutyczne antyoksydantów.
Z pewnością warto zmienić nawyki pokarmowe, jednak re­zultaty są zbyt nikłe, by mogły stanowić remedium dla ko­mórki obciążonej ponadfizjologicznym stężeniem wolnych rodników. Dlatego też poszukiwano łatwej do podawania, bezpiecznej, a jednocześnie efektywnej substancji zmniej­szającej stężenie wolnych rodników. Substancję o dużych właściwościach buforujących ich nadmiar znano od dawna.
Sposoby działania błękitu metylenowego
W lipcu w 2008 r. na sympozjum „Alzeimer's Association International Conference on AD" Wischik, Bentham i Wischik [131] przedstawili doniesienie: „Tau aggrega­tion inhibitor (TAI) therapy with Rember™ arrests dise­ase progression in mild and moderate Alzheimer's dise­ase over 50 weeks". Przedstawili w nim wyniki podawania Remberu, czyli leczniczej postaci błękitu metylenowego. Substancję tę stosowano w dawce 30, 60 i 100 mg trzy razy dziennie u przeszło 300 osób metodą podwójnie śle­pej próby; nie podawano przy tym żadnego innego środka. Po prawie roku sprawdzono postęp choroby i stwierdzono jej zahamowanie w przypadkach łagodnych i umiarkowa­nych, nawet o około 81% (w przypadku dawki 60 mg), co w porównaniu z innymi lekami stanowi wynik rewelacyj­ny. Jest to również wynik całkowicie zrozumiały z punk­tu widzenia nauk biologicznych, bo przedstawione wy­żej badania wyraźnie wskazywały, iż lek ten ma szansę działać u początku patologii, a nie w końcu łańcucha zda­rzeń (patrz wyżej). Co istotne, wykazano, że lek ten jest bezpieczny przy długotrwałych terapiach, nawet w daw­ce 780 mg/dzień oraz że może być stosowany przez osoby z niedoborem dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej i do­piero dożylne podawanie dawek przekraczających 7 mg/kg powoduje duszności, bóle w klatce piersiowej, drgaw­ki, sinicę i anemię hemolityczną [79].
Błękit metylenowy nie jest substancją nową i bez trady­cji terapeutycznych. Zsyntetyzowany w 1876 r., należy do barwników tiazynowych i od dziesięcioleci znajduje za­stosowanie w biologii, chemii i medycynie, a to ze wzglę­du na szeroki zakres oddziaływania na ssaki. Już 80 lat temu stwierdzono, że dożylne podanie błękitu metyleno­wego może zmienić tempo metabolizmu i temperaturę cia­ła ssaka. Wykazano przy tym też nieswoistość tych zmian, bo ich kierunek i wielkość zależały od rozmiaru zwierzę­cia oraz od temperatury otoczenia. U większych gatun­ków (pies, małpa) stwierdza się wzrost temperatury ciała, podczas gdy u mniejszych (szczur) w cieple hipertermię (włącznie ze śmiercią z przegrzania), a w chłodzie hipo­termię [47]. Jak do tej pory nie znaleziono przyczyny tych różnic w reakcji. Wyjaśniono natomiast dlaczego prawie 120 lat temu Ehrlich zaobserwował terapeutyczne oddzia­ływanie błękitu metylowego podawanego chorym na ma­larię [za 79]. Lek ten bowiem swoiście hamuje reduktazę glutationową Plasmodium falciparum i w związku z tym obecnie powraca do terapii malarii jako alternatywa dla chininy, na którą stale rośnie oporność [83]. Błękit mety­lenowy może też służyć jako wskaźnik jakości nasienia, ponieważ jego współczynnik redukcyjności jest zależny od ruchliwości plemników [17]. Ponadto jest stosowany jako lek dla osób ze wstrząsem septycznym [67], u których po­prawia krążenie zwiększając ciśnienia tętnicze, obniżając próg wrażliwości na noradrenalinę, adrenalinę i dopami­nę oraz wspomagając utlenowywanie tkanek. Wszystkie te właściwości zwiększają szanse przeżycia pacjenta o prawie 20%, przy czym jest środkiem nie tylko bezpiecznym, ale i tanim. Korzystny wpływ błękitu na parametry życiowe stwierdzono także w doświadczeniach przeprowadzonych na szczurach z niedociśnieniem wywołanym przez endo­toksyny [58]. Ponadto osłabia on zespół poreperfuzyjny po przeszczepie wątroby [61]. W wymienionych wyżej trzech przypadkach przyczyną poprawy stanu zdrowia organizmu było zahamowanie przez błękit metylenowy syntazy tlenku azotu (NOS - nitric oxide synthase) i ograniczanie przez to liczby wolnych rodników [112]. Właśnie te właściwo­ści błękitu, przede wszystkim w odniesieniu do poprawy mózgowych przemian metabolicznych, leżą u podstaw za­interesowania tym związkiem jako potencjalnym lekiem na AD, choć jego korzystny wpływ na procesy pamięcio­we znany jest już prawie 30 lat [za 4]. W doświadczeniach wykonanych na szczurach (zarówno in vivo, jak i in vitro) wykazano, że w homogenatach mózgowych wzmaga zu­życie tlenu (o około 25%) [13], a w doświadczeniach be­hawioralnych poprawia procesy konsolidacji pamięci [44]. W tych ostatnich badaniach wykazano, że błękit metyleno­wy akumuluje się wybiórczo w mózgu uczących się szczu­rów, osiągając koncentrację 10-krotnie wyższą, niż we krwi. Ponadto istnieje korelacja między poprawą pamięci i wzrostem aktywności mózgowej oksydazy cytochromo­wej c (o około 38%) [44]. Oznacza to, że błękit metyleno­wy może kompensować niedobory oksydazy u osób cho­rych, czyli jego oddziaływanie zdaje się trafiać w źródło patologicznych zdarzeń występujących w AD.
Zapewne znajomość tych faktów oraz to, że we wczesnych stadiach AD wykazywano znaczny wzrost ekspresji genów NOS (średnio o 60%), przyciągnęło uwagę badaczy na za­leżność AD-NO. Wzrost ekspresji genów NOS prowadzi do zwiększenia ilości syntazy tlenku azotu, co z kolei wią­że się z podwyższeniem stężenia tlenku azotu, hamujące­go aktywność mitochondrialnego kompleksu IV. Zmianom tym towarzyszy wzrost ekspresji genów NADPH-oksydazy (NOX), która będąc silnym utleniaczem, może doprowa­dzać do uszkodzeń w obrębie DNA i wzmagać neuro­toksyczne działanie NO. Co ciekawe, narastanie stężenia NOS1 obserwowano tylko w stadiach AD 0-5, lecz nie w końcowym, 6. Zjawisko to tłumaczy się tym, iż wzmo­żona ekspresja NOS1 cechuje neurony poddane stresowi oksydacyjnemu lub uszkodzone, lecz zanika wraz z ma­lejącą liczbą czynnych komórek nerwowych. Z kolei pod­wyższone stężenie NOS2 prowadzi do wzmożonego wy­twarzania NO i nadtlenoazotynu, które również wykazują właściwości cytotoksyczne. Nadekspresja NOS3 wywo­łuje stres oksydacyjny, dodatkowo powodując zwiększe­nie ekspresji genu APP i odkładanie się β-amyloidu. Tak więc tłumienie syntezy NO przez błękit metylenowy [82] może mieć terapeutyczne znaczenie, zwłaszcza jeśli zo­stanie on wprowadzony we wcześniejszych stadiach AD.
Błękit metylenowy oprócz tego, że tłumi ekspresję NOS i tym samym zapobiega tworzeniu się nadtlenoazoty­nu i utlenianiu przez niego lipidów i białek, może się też przyczyniać do wielokrotnego wydłużenia życia ko­mórek. W badaniach przeprowadzonych na fibroblastach stwierdzono polepszenie pod jego wpływem funkcji mito­chondriów, co przejawiało się we wzroście zużycia tlenu aż o 70% [4]. Błękit metylenowy szybko i swoiście pod­wyższa β-oksydację długołańcuchowych kwasów tłusz­czowych w mitochondriach wątroby - prawdopodobnie poprzez zmianę przepuszczalności błony mitochondrial­nej [125], nie badano jednak, czy ten czynnik także ma udział w poprawie pracy neuronów. Błękit zwalniał jed­nak starzenie się mitochondriów wywołane H2O2 lub kad­mem oraz indukował drugą fazę enzymów antyoksydacyj­nych. Podłożem tych zmian było cykliczne przechodzenie błękitu z postaci zredukowanej do utlenionej, co blokowa­ło wytwarzanie oksydantów przez mitochondria. Co naj­istotniejsze jednak, podnosił on poziom mitochondrialne­go kompleksu IV o 30%, a to właśnie ten kompleks wraz z wiekiem, ale zwłaszcza w AD, wykazuje dysfunkcje [4].
Inną właściwością błękitu metylenowego, która może zna­leźć zastosowanie w terapii AD jest jego oddziaływanie z białkiem tau, a konkretnie zaburzanie stabilności PHF przez hamowanie interakcji prowadzących do łączenia się filamentów, co może być pomocne w proteolitycznym roz­kładzie splątków [132]. Prawdopodobnie właśnie to, że błękit metylenowy może oddziaływać zarówno na same PHF, jak i na poprawę funkcjonowania mitochondriów, był przyczyną jego dużej skuteczności, opisanej przez wspo­mniany zespół [131]. Wykazali oni w badaniach cytolo­gicznych, że Rember, podany w nanomolowych ilościach (0,15-0,58 µM) rozpuszcza spolimeryzowane tau i zapo­biega jego kumulacji. Z kolei w doświadczenia na my­szach transgenicznych zdołał on wywołać cofnięcie tau­opatii w mózgu i wyraźnie poprawić zdolności poznawcze zwierząt [131]. Wszystko to wskazuje, iż błękit metyleno­wy może stanowić obiecujący lek na AD, zwłaszcza je­śli diagnostyka tego schorzenia rozwinie się na tyle, by umożliwić wprowadzanie go na wcześniejszych etapach choroby, niż obecnie.
Dlaczego naświetlanie opuszki węchowej
Jak wspomniano, istnieje powiązanie między stanem opusz­ki węchowej a procesami zachodzącymi w hipokampie, a pewne symptomy (takie jak NFT) pojawiają się w tej pierwszej wcześniej [39]. W związku z powyższym zwró­cono uwagę na procesy energetyczne zachodzące w opusz­ce, jako że zmiany w nich, zgodnie z obecnym stanem wie­dzy, leżą u podstaw etiologii AD. Ponieważ każdy wdech wiąże się z pobudzeniem w drogach węchowych i pewne ich struktury, takie jak kłębuszki w opuszce węchowej, ni­gdy nie pozostają całkowicie nieczynne, można założyć, że opuszka węchowa jest wyjątkowo silnie uzależniona od dostaw energii, a więc i sprawnych mitochondriów. O wiel­kości zapotrzebowania na energię świadczą wyniki badań Nawroth i wsp. [93], którzy wykazali, że spoczynkowe zu­życie tlenu przez szczura pod znieczuleniem całkowitym wynosi 75 µM s-1, co oznacza, że jest to jedna ze struktur o największym zużyciu energii ze wszystkich badanych, bowiem w pozostałych tkankach nerwowych w spoczynku wskaźnik ten wynosił 25-84 µM s-1. Oczywistym jest, że na ten i tak wysoki poziom zużycia energii wpływa jesz­cze transport aksonalny oraz przekaźnictwo synaptycz­ne. Wydawało się więc, iż dostarczenie dodatkowej ener­gii może poprawić funkcjonowanie neuronów. Pogląd ten potwierdziły wyniki badań przeprowadzonych na szczu­rach, u których najpierw usunięto opuszkę, co wywołało nienormalne zachowanie w testach unikania i symptomy depresyjne [94], ale co ważniejsze, następne dostarcze­nie energii odwracało ten proces. Narzędziem, które pre­cyzyjnie i wybiórczo może dostarczać energię jest laser.
Fotobiomodulację (terapię światłem o niskiej częstotli­wości) przez światło czerwone lub bliskie podczerwieni (630-1000 nm), laserowe lub z diody LED [31], stosuje się już od prawie 30 lat. Pozwala szybciej odzyskać zdrowie po niedotlenieniu serca i udarze mózgu [68], przyspiesza re­generację nerwu twarzowego, zmniejsza toksyczność TTX, cyjanku i azydku sodu (są to blokery mitochondriów lub ograniczają wytwarzanie ATP) [133], zmniejsza toksycz­ność dioksyn, [31] i zapobiega degeneracji nerwu wzroko­wego i siatkówki u zwierząt intoksykowanych metanolem [37]. W tych bardzo różnych patologiach występuje jeden czynnik wspólny - zapotrzebowanie na dodatkową ener­gię. Absorpcja energii dostarczanej z zewnątrz może się odbywać z udziałem chromoforów, którymi u człowieka są trzy związki: hemoglobina, mioglobina i oksydaza cy­tochromowa c. Wszystkie trzy są w stanie absorbować ten zakres fal, które wysyła laser czerwony. Pasmo to przenika tkanki głębiej niż światło widzialne lub UV, lecz w prze­ciwieństwie do tego ostatniego nie wywołuje efektu joni­zacyjnego, więc nie stanowi takiego zagrożenia dla zdro­wia. Odpowiednie długości fal mogą przenikać głęboko do mózgu, aktywując przy tym fotoczułe tkanki.
W chorobach mitochondrialnych można próbować dostar­czać energię oksydazie cytochromowej c. Ma ona dwa cen­tra aktywne zawierające miedź (CuA i CuB). CuA jest pier­wotnym chromoforem, który w swej oksydowanej postaci ma szczyt absorpcji około 830 nm. Takie światło na pozio­mie subkomórkowym przede wszystkim wzmaga aktyw­ność oksydazy cytochromowej c (podobnie jak błękit me­tylenowy - patrz wyżej), a więc podwyższa stężenie ATP w komórce (w korze mózgowej szczura o około 19%) [89]. Ponadto jest antyoksydantem, ponieważ reaktywuje kata­lazę i dysmutazę ponadtlenkową (zahamowanej w związ­ku z niskim pH, stanem zapalnym lub hipoksją) - może więc także zapobiegać apoptozie [126].
Ze względu na powyższe dane, zespół DiMauro opatento­wał „Intranasal red light probe for treating Alzheimer's di­sease" jako narzędzie terapeutyczne wspomagające ener­getykę neuronu i zmniejszające liczbę wolnych rodników [33]. W patencie tym, oprócz opisu techniczno-anato­micznego użytkowania lasera, znajduje się także obszer­ne i przekonujące 6-stronicowe uzasadnienie medyczne. Autorzy podnoszą w nim mitochondrialne uwarunkowa­nia choroby, wspominając dodatkowo, że laser może: ob­niżać poziom ekspresji genów syntazy NO (patrz wyżej) i IL-6 (co ogranicza stan zapalny), a jednocześnie zwięk­szać ilość czynnika wzrostu TGF-β. Omawiają również uwarunkowania anatomiczne stosowania lasera, podkre­ślając nieinwazyjność metody. Nie można jednak pozo­stawić tego tematu bez wskazania pewnych wad omawia­nej metody. W badaniach biochemicznych wykazano, że reaktywacja dysmutazy ponadtlenkowej wskutek działa­nia lasera wiąże się z jego oddziaływaniem w miejscu hi­stydyna-miedź. Ponieważ wiele enzymów ma podobną strukturę, można się spodziewać, że zastosowanie lase­ra nie pozostanie dla nich obojętne. Nawet jeśli będzie on oddziaływał wyłącznie stymulująco na wybrane enzymy, spowoduje to zaburzenie równowagi biochemicznej organi­zmu, co może dać trudne do przewidzenia skutki. Jednakże w chwili stwierdzenia choroby AD, jest to na pewno me­toda warta propagowania, podobnie jak w innych choro­bach mitochondrialnych, takich jak dziedziczna neuropa­tia nerwu wzrokowego Lebera [111].
Terapia insuliną w AD
O tym, że stosując na śluzówkę nosa różne substancje che­miczne, wirusy czy bakterie, możemy je tą drogą wpro­wadzić w głąb mózgu, wiemy przynajmniej od 1929 r. Dodatkowo może to być szybka reakcja, skoro np. poda­ny w ten sposób błękit pruski dociera do przestrzeni pod­pajęczynówkowej, krwi i naczyń limfatycznych już w cią­gu 2 min [107]. Śluzówka nosa może więc być dogodnym miejscem wprowadzania innych leków, np. insuliny, choć ta osiąga hipokamp po nieco dłuższym czasie - około 15 min.
Jak wspomniano wyżej [116], już od prawie 15 lat wiado­mo, że AD towarzyszy zmniejszone tempo metabolizmu mózgowego i mniejsze zużycie glukozy, natomiast wzrost stężenia dostępnej dla mózgu glukozy wspomaga pamięć chorych. Przyczyną tego może być jednak zarówno sam wzrost stężenia glukozy, jak i towarzyszący mu wzrost in­suliny. Dlatego też na grupie pacjentów z AD przeprowa­dzono badania stosując warunki hiperglikemii z małym stężeniem insuliny oraz hiperinsulinemię z małym stęże­niem glukozy. Badania te wykazały jednoznacznie, iż po­prawa pamięci związana była z podwyższonym stężeniem insuliny bez hiperglikemii [20] oraz że:
1. Mózg może wykorzystywać insulinę zarówno pochodze­nia obwodowego (trzustkowego), jak i insulinę własną. Ma bowiem receptory insulinowe w opuszce węcho­wej, hipokampie i korze mózgowej - czyli w regionach związanych z genezą AD [124], a co więcej, oprócz re­ceptorów insulinowych, ma także receptory insulino­podobnego czynnika wzrostu w korze móżdżkowej, wzgórzu, podwzgórzu, jądrach pnia mózgu, rdzeniu kręgowym, a nawet w siatkówce [28]. Ich stymulacja sprzyja wzrostowi populacji neuronów i oligodendrocy­tów, a także zawartości mieliny, a inaktywacja sprzyja większej wrażliwości błony mitochondrialnej na sygna­ły proapoptotyczne, które zwiększają przepuszczalność błony. Doprowadza to do generowania wolnych rodni­ków, uszkodzenia funkcji mitochondriów, uwalniania cytochromu c i aktywacji kaspaz [28].
2. Jednym z czynników zwiększających prawdopodo­bieństwo zachorowania na AD (i to dwukrotnie [28]) jest cukrzyca typu 2, związana z opornością recepto­rów insulinowych.
3. Stymulujący wpływ cukrzycy na demencję (tak AD, jak i naczyniową) jest tym silniejszy, im wcześniej cho­roba ta się rozwinie [134].
4. Wywołanie cukrzycy u myszy prowadzi do degenera­cji synaps i ograniczenia funkcji poznawczych [26].
5. Rozyglitazon, lek zwiększający czułość receptorów insulinowych, poprawia funkcje poznawcze u trans­genicznych myszy z AD [99].
6. Insulina częściowo odwraca wywołane β-amyloidem hamowanie długotrwałego wzmocnienia synaptyczne­go w skrawkach hipokampa [26].
7. W eksperymentach in vitro wykazano, że śmierci neu­ronów indukowanej podaniem amyloidu można zapo­biec, podając insulinopodobny czynnik wzrostu 1 lub 2 (ale ten ostatni działa wielokrotnie słabiej) [28].
8. U szczurów poddanych testom związanym z pamięcią przestrzenną zaobserwowano wzrost mRNA recepto­rów insulinowych w hipokampie, a badania in vitro do­datkowo sugerowały wzrost czułości receptorów insuli­nowych [138]. Jest to zgodne z obserwacją na ludziach, że praca umysłowa może opóźniać rozwój choroby [8].
9. Donosowe podanie insuliny poprawia pamięć zarów­no u osób z demencją, jak i zdrowych [26].
10. Jak wykazuje De Felice, poziom ekspresji genów ko­dujących insulinę i insulinopodobny czynnik wzrostu oraz ich receptory obniża się z postępom AD [26]. De la Monte donosi również o wzroście ekspresji recepto­rów insulinowych, ale może to być reakcja kompensa­cyjna na wykazaną jednocześnie redukcję aktywności kinazy tyrozynowej [28]. Ponadto wynik badań nad ekspresją receptorów będzie prawdopodobnie zależał od etapu choroby. Tak więc rozstrzygnięcie przynio­są zapewne badania na zwierzętach transgenicznych, wśród których można precyzyjnie selekcjonować gru­py wiekowe (etap choroby).
11. Pobudzenie receptorów insulinowych przez insulinę wią­że się z hamowaniem fosforylazy, a więc zmniejsza się prawdopodobieństwo hiperfosforylacji białek tau. Z ko­lei ich zahamowanie powoduje aktywację kinaz fosfory­lujących białko tau. Wykazano to w badaniach przepro­wadzonych na myszach, którym podano streptozotocynę, by wywołać deficyt insuliny. Już po 10 dniach rozpoczął się proces hiperfosforylacji białek tau [102].
Niezwykle obiecujące jest też wykazanie przez Zahnisera i wsp. [136], że w przeciwieństwie do receptorów obwodo­wych eksponowanych na duże stężenie insuliny, receptory mózgowe nie ulegają zjawisku „down-regulation", suge­ruje to więc, że jest możliwa długa efektywna stymulacja tych receptorów donosowo.
Biorąc pod uwagę powyższe fakty, De Felice i wsp. [26] wysunęli teorię, że AD stanowi w rzeczywistości nową postać cukrzycy (typ 3), ograniczającą się tylko do mó­zgu i podjęli próbę wyjaśnienia podłoża towarzyszących jej zjawisk, zwracając jednak szczególną uwagę na zależ­ność β-amyloid-insulina. Wykazali, że rozproszone po­chodne amyloidu są silną neurotoksyną, ponieważ łączą się z receptorami insulinowymi w synapsach, doprowadza­jąc do zaniku kolców synaptycznych i hamując długotrwa­łe wzmocnienie synaptyczne, niezbędne do wytworzenia się szlaków pamięciowych. Przede wszystkim jednak do­prowadzają do zredukowania liczby receptorów insulino­wych o 22% (po 30 min), a nawet o 68% (po 3 h) od eks­pozycji i reakcja ta jest pierwotna wobec zaniku kolców synaptycznych. Natomiast insulina, blokując przyłącza­nie się rozproszonych pochodnych β-amyloidu do recep­torów insulinowych - przeciwdziałała neurotoksyczności.
Badania roli terapii insulinowej w AD wykazały też inny ciekawy problem. Jak wspomniano wyżej, posiadanie izo­formy APOE ε4 jest czynnikiem ryzyka wystąpienia AD, bowiem jak podsumowali to Mahley, Weisgraber i Huang (badania były wykonywane zarówno na ludziach, jak i na zwierzętach transgenicznych oraz na hodowlach komór­kowych) [77]:
• nie sprzyja to regeneracji neuronów;
• wzmaga to odkładanie się złogów β-amyloidu (dwu­krotnie bardziej, niż gdy ma się izoformę ε3);
• oznacza to czterokrotnie wyższą szansę wystąpienia indukowanego amyloidem przecieku lizosomalnego i związanej z tym apoptozy, niż w przypadku posiada­nia APOE ε3;
• zwiększa ilość wewnątrzkomórkowego wolnego wap­nia [106];
• wiąże się ze zwiększoną hiperfosforylacją białka tau, mniejszą stabilnością mikrotubul, w następstwie czego tworzą się w hipokampie struktury podobne do spląt­ków neurofibrylarnych;
• wiąże się też ze zwiększoną ilością czynników uszka­dzających mitochondria, ponieważ forma ε4 jest bardziej od innych wrażliwa na proteolizę, w związku z czym jest źródłem większej ilości produktów zagrażających mitochondriom [77], z uwalnianiem oksydazy cytochro­mowej c włącznie [106];
• posiadanej postaci APOE ε4 towarzyszy zaburzenie me­tabolizmu glukozy [77,108] w tkance mózgowej i to za­nim dojdzie do rozwoju AD [108].
Można by więc sądzić, że terapia donosową insuliną jest szczególnie wskazana u osób obciążonych APOE ε4. Niestety, na razie nie są to wskazania absolutnie pewne, bowiem jak wykazała Craft i wsp. [21], podanie insuliny zmniejsza u chorych na AD stężenie APP, ale tylko u osób bez allelu ε4. Ta sama autorka wykazała też [19], że reak­cja na insulinę u osób z ε4 zależy od tego, czy są one homo- czy heterozygotyczne dla ε4 i od wielkości dawki, ale nie są to zależności wprost proporcjonalne (występował większy efekt przy mniejszej dawce). Ponadto Messier [85] wyka­zał, iż osoby z ε4 i cukrzycą wykazywały dwukrotnie więk­sze prawdopodobieństwo rozwoju AD niż osoby z ε4, ale bez cukrzycy. Dodatkowo badania pośmiertne wykazały, że osoby z cukrzycą i ε4 miały większe depozyty β-amyloidu i splątków neurofibrylarnych, niż osoby tylko z cukrzycą. Jednak Craft [19,20] wykazuje, iż u osób z cukrzycą bez genu ε4 hiperinsulinemia jest skorelowana z demencją typu AD. Również osoby zdrowe (niediabetyczne) z genotypem ε4 wykazywały korelację z AD. Wszystko to wskazuje, że cukrzyca i ε4 to dwa odrębne czynniki ryzyka rozwoju AD. Bez względu jednak na przyczynę tych różnic, oba te czynniki mogą na pewno działać synergistycznie w kierunku rozwo­ju AD, dlatego dogłębne wyjaśnienie tych wszystkich zależ­ności może być bezcenne dla efektywności terapii insuliną.
Wyżej wspomniano, że korzystne działanie błękitu mety­lenowego w niektórych sytuacjach (takich jak przeszcze­py czy wstrząs septyczny) wiąże się z hamowaniem przez niego NOS [112], co oznacza, że w przypadku AD jego dobroczynny wpływ nie jest już tak oczywisty, ponieważ NOS1 kontroluje wydzielanie insuliny. W związku z tym obserwowany w AD wzrost poziomu NOS1 może stanowić przejaw reakcji kompensacyjnej, mającej na celu zwięk­szenie dostaw insuliny do mózgu.
Choć więc ciągle jeszcze istnieje wiele problemów, które wymagają dalszych badań medycznych i biologicznych, to jednak tylko poszukiwanie nowych, czasami nietypowych metod diagnostycznych i terapeutycznych może dać szan­se starzejącemu się społeczeństwu.
PIŚMIENNICTWO
[1] Anandatheerthavarada H.K., Devi L.: Amyloid precursor protein and mitochondrial dysfunction in Alzheimer's disease. Neuroscientist, 2007; 13: 626-638
[PubMed]  
[2] Andrási E., Farkas E., Gawlik D., Rösick U., Brätter P.: Brain iron and zinc contents of German patients with Alzheimer Disease. J. Alzheimers Dis., 2000; 2: 17-26
[PubMed]  
[3] Aoki C., Siekevitz P.: Ontogenetic changes in the cyclic adenosine 3', 5'-monophosphate-stimulatable phosphorylation of cat visual cortex proteins, particularly of microtubule-associated protein 2 (MAP 2): effects of normal and dark rearing and of the exposure to light. J. Neurosci., 1985, 5: 2465-2483
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[4] Atamna H., Nguyen A., Schultz C., Boyle K., Newberry J., Kato H., Ames B.N.: Methylene blue delays cellular senescence and enhances key mitochondrial biochemical pathways. FASEB J., 2008; 22: 703-712
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[5] Baloyannis S.J.: Mitochondrial alterations in Alzheimer's disease. J. Alzheimers Dis., 2006; 9: 119-126
[PubMed]  
[6] Bałkowiec-Iskra E.Z., Kurkowska-Jastrzębska I.: Wzajemne oddziaływania układów odpornościowego i dopaminergicznego. Farmakoterapia w Psychiatrii i Neurologii, 2005, 1: 51-59
[7] Beeri R., Andres C., Lev-Lehman E., Timberg R., Huberman T., Shani M., Soreq H.: Transgenic expression of human acetylcholinesterase induces progressive cognitive deterioration in mice. Curr. Biol., 1995; 5: 1063-1071
[PubMed]  
[8] Bennett D.A., Wilson R.S., Schneider J.A., Evans D.A., Mendes de Leon C.F., Arnold S.E., Barnes L.L., Bienias J.L.: Education modifies the relation of AD pathology to level of cognitive function in older persons. Neurology, 2003; 60: 1909-1915
[PubMed]  
[9] Blass J.P., Gibson G.E.: The role of oxidative abnormalities in the pathophysiology of Alzheimer's disease. Rev. Neurol., 1991; 147: 513-525
[PubMed]  
[10] Blass J.P., Gibson G.E., Hoyer S.: The role of the metabolic lesion in Alzheimer's disease. J. Alzheimers Dis., 2002; 4: 225-232
[PubMed]  
[11] Bowling A.C., Beal M.F.: Bioenergetic and oxidative stress in neurodegenerative diseases. Life Sci., 1995; 56: 1151-1171
[PubMed]  
[12] Brodbeck J., Balestra M.E., Saunders A.M., Roses A.D., Mahley R.W., Huang Y.: Rosiglitazone increases dendritic spine density and rescues spine loss caused by apolipoprotein E4 in primary cortical neurons. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2008; 105: 1343-1346
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[13] Callaway N.L., Riha P.D., Bruchey A.K., Munshi Z., Gonzales-Lima F.: Methylene blue improves brain oxidative metabolism and memory retention in rats. Pharmacol. Biochem. Behav., 2004; 77: 175-181
[PubMed]  
[14] Cardoso S.M., Proenca M.T., Santos S., Santana I., Oliveira C.R.: Cytochrome c oxidase is decreased in Alzheimer's disease platelets. Neurobiol. Aging, 2004; 25: 105-110
[PubMed]  
[15] Cardoso S.M., Santos S., Swerdlow R.H, Oliveira C.R.: Functional mitochondria are required for Aβ-mediated neurotoxicity. FASEB J., 2001; 15: 1439-1441
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[16] Cash A.D., Aliev G., Siedlak S.L., Nunomura A., Fujioka H., Zhu X., Raina A.K., Vinters H.V., Tabaton M., Johnson A.B., Paula-Barbosa M., Avila J., Jones P.K., Castellani R.J., Smith M.A., Perry G.: Microtubule reduction in Alzheimer's disease and aging is independent of filament formation. Am. J. Pathol., 2003; 162: 1623-1627
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[17] Chandler J.E., Harrison C.M., Canal A.M.: Spermatozoal methylene blue reduction: an indicator of mitochondrial function and its correlation with motility. Theriogenology, 2000; 54: 261-271
[PubMed]  
[18] Chinnery P.F.: The mitochondrion and its disorders. Pract. Neurol., 2003; 3: 100-105
[Abstract]  
[19] Craft S., Asthana S., Cook D.G., Baker L.D., Cherrier M., Purganan K., Wait C., Petrova A., Latendresse S., Watson G.S., Newcomer J.W., Schellenberg G.D., Krohn A.J.: Insulin dose-response effects on memory and plasma amyloid precursor protein in Alzheimer's disease: interactions with apolipoprotein E genotype. Psychoneuroendocrinology, 2003; 28: 809-822
[PubMed]  
[20] Craft S., Asthana S., Newcomer J.W., Wilkinson C.W., Matos I.T., Baker L.D., Cherrier M., Lofgreen C., Latendresse S., Petrova A., Plymate S., Raskind M., Grimwood K., Veith R.C.: Enhancement of memory in Alzheimer disease with insulin and somatostatin, but not glucose. Arch. Gen. Psychiatry, 1999; 56: 1135-1140
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[21] Craft S., Asthana S., Schellenberg G., Baker L., Cherrier M., Boyt A.A., Martins R.N., Raskind M., Peskind E., Plymate S.: Insulin effects on glucose metabolism, memory, and plasma amyloid precursor protein in Alzheimer's disease differ according to apolipoprotein-E genotype. Ann. N.Y. Acad. Sci., 2000; 903: 222-228
[PubMed]  
[22] Cuajungco M.P., Goldstein L.E., Nunomura A., Smith M.A., Lim J.T., Atwood C.S., Huang X., Farrag Y.W., Perry G., Bush A.I.: Evidence that the β-amyloid plaques of Alzheimer's disease represent the redox-silencing and entombment of Aβ by zinc. J. Biol. Chem., 2000; 275: 19439-19442
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[23] Dahm R.: Alzheimer's discovery. Curr. Biol., 2006; 16: R906-R910
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[24] Davies D.C., Brooks J.W., Lewis D.A.: Axonal loss from the olfactory tracts in Alzheimer's disease. Neurobiol. Aging, 1993; 14: 353-357
[PubMed]  
[25] De Felice F.G., Velasco P.T., Lambert M.P., Viola K., Fernandez S.J., Ferreira S.T., Klein W.L.: Aβ oligomers induce neuronal oxidative stress through an N-methyl-D-aspartate receptor-dependent mechanism that is blocked by the Alzheimer drug memantine. J. Biol. Chem., 2007; 282: 11590-11601
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[26] De Felice F.G., Vieira M.N., Bomfim T.R., Decker H., Velasco P.T., Lambert M.P., Viola K.L., Zhao W.Q., Ferreira S.T., Klein W.L.: Protection of synapses against Alzheimer's-linked toxins: insulin signaling prevents the pathogenic binding of Aβ oligomers. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2009; 106: 1971-1976
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[27] de la Monte S.M., Wands J.R.: Molecular indices of oxidative stress and mitochondrial dysfunction occur early and often progress with severity of Alzheimer's disease. J. Alzheimers Dis., 2006; 9: 167-181
[PubMed]  
[28] de la Monte S.M., Wands J.R.: Review of insulin and insulin-like growth factor expression, signaling, and malfunction in the central nervous system: relevance to Alzheimer's disease. J. Alzheimers Dis., 2005; 7: 45-61
[PubMed]  
[29] De Sarno P., Shestopal S.A., King T.D., Zmijewska A., Song L., Jope R.S.: Muscarinic receptor activation protects cells from apoptotic effects of DNA damage, oxidative stress, and mitochondrial inhibition. J. Biol. Chem., 2003; 278: 11086-11093
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[30] Delacourte A.: Tauopathies: recent insights into old diseases. Folia Neuropathol., 2005; 43: 244-257
[PubMed]  
[31] Desmet K.D., Paz D.A., Corry J.J., Eells J.T., Wong-Riley M.T., Henry M.M., Buchmann E.V., Connelly M.P., Dovi J.V., Liang H.L., Henshel D.S., Yeager R.L., Millsap D.S., Lim J., Gould L.J., Das R., Jett M., Hodgson B.D., Margolis D., Whelan H.T.: Clinical and experimental applications of NIR-LED photobiomodulation. Photomed. Laser Surg., 2006; 24: 121-128
[PubMed]  
[32] Devanand D.P., Michaels-Marston K.S., Liu X., Pelton G.H., Padilla M., Marder K., Bell K., Stern Y., Mayeux R.: Olfactory deficits in patients with mild cognitive impairment predict Alzheimer's disease at follow-up. Am. J. Psychiatry, 2000; 157: 1399-1405
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[33] DiMauro T.M., Attawia M., Lilienfeld S., Holy C.: Intranasal red light probe for treating Alzheimer's disease. Patent no: US 7,351,253 B2, date of patent 1 Apr. 2008
[34] Doty R.L.: Clinical studies of olfaction. Chem. Senses, 2005; 30 (Suppl. 1): i207- i209
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[35] Doty R.L., Perl D.P., Steele J.C., Chen K.M., Pierce J.D.Jr., Reyes P., Kurland L.T.: Olfactory dysfunction in three neurodegenerative diseases. Geriatrics, 1991; 46 (Suppl. 1): 47-51
[PubMed]  
[36] Doty R.L., Reyes P.F., Gregor T.: Presence of both odor identification and detection deficits in Alzheimer's disease. Brain Res. Bull., 1987; 18: 597-600
[PubMed]  
[37] Eells J.T., Henry M.M., Summerfelt P., Wong-Riley M.T., Buchmann E.V., Kane M., Whelan N.T., Whelan H.T.: Therapeutic photobiomodulation for methanol-induced retinal toxicity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2003; 100: 3439-3444
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[38] Ertekin-Taner N., Graff-Radford N., Younkin L.H., Eckman C., Baker M., Adamson J., Ronald J., Blangero J., Hutton M., Younkin S.G.: Linkage of plasma Aβ42 to a quantitative locus on chromosome 10 in late-onset Alzheimer's disease pedigrees. Science, 2000; 290: 2303-2304
[PubMed]  
[39] Esiri M.M., Wilcock G.K.: The olfactory bulbs in Alzheimer's disease. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry, 1984; 47: 56-60
[PubMed]  
[40] Fattal O., Budur K., Vaughan A.J., Franco K.: Review of the literature on major mental disorders in adult patients with mitochondrial diseases. Psychosomatics, 2006; 47: 1-7
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[41] Flirski M., Sobów T.: W poszukiwaniu wiarygodnych biochemicznych markerów sporadycznej choroby Alzheimera. Aktualności Neurologiczne, 2004; 3: 121-126
[42] Frank R.A., Gesteland R.C., Bailie J., Rybalsky K., Seiden A., Dulay M.F.: Characterization of the sniff magnitude test. Arch. Otolaryngol. Head Neck Surg., 2006; 132: 532-536
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[43] Gąsiorowska D., Korzeniowska K., Jabłecka A.: Homocysteina. Farmacja Współczesna 2008, 1: 169-175
[Full Text PDF]  
[44] Gonzales-Lima F., Bruchey A.K.: Extinction memory improvement by the metabolic enhancer methylene blue. Learn. Mem., 2004; 11: 633-640
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[45] Graves A.B., Bowen J.D., Rajaram L., McCormick W.C., McCurry S.M., Schellenberg G.D., Larson E.B.: Impaired olfaction as a marker for cognitive decline: interaction with apolipoprotein E ε4 status. Neurology, 1999; 53: 1480-1487
[PubMed]  
[46] Green R.C., Cupples L.A., Kurz A., Auerbach S., Go R., Sadovnick D., Duara R., Kukull W.A., Chui H., Edeki T., Griffith P.A., Friedland R.P., Bachman D., Farrer L.: Depression as a risk factor for Alzheimer disease: the MIRAGE Study. Arch. Neurol., 2003; 60: 753-759
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[47] Gregoire P.E.: Action of methylene blue on body temperature and metabolism. J. Exp. Med., 1931; 54: 827-845
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[48] Hamel E., Nicolakakis N., Aboulkassim T., Ongali B., Tong X.K.: Oxidative stress and cerebrovascular dysfunction in mouse models of Alzheimer's disease. Exp. Physiol., 2008; 93: 116-120
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[49] Hameroff S., Penrose R.: Orchestrated reduction of quantum coherence in brain microtubules: a model for consciousness. Mathematics Computers Simulation, 1996; 40: 453-480
[50] Hardy J., Selkoe D.J.: The amyloid hypothesis of Alzheimer's disease: progress and problems on the road to therapeutics. Science, 2002; 297: 353-356
[PubMed]  
[51] Hirai K., Aliev G., Nunomura A., Fujioka H., Russel R.L., Atwood C.S., Johnson A.B., Kress Y., Vinters H.V., Tabaton M., Shimohama S., Cash A.D., Siedlak S.L., Harris P.L., Jones P.K., Petersen R.B., Perry G., Smith M.A.: Mitochondrial abnormalities in Alzheimer's disease. J. Neurosci., 2001; 21: 3017-3023
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[52] Hyman B.T., Marzloff K., Arriagada P.V.: The lack of accumulation of senile plaques or amyloid burden in Alzheimer's disease suggests a dynamic balance between amyloid deposition and resolution. J. Neuropathol. Exp. Neurol., 1993; 52: 594-600
[PubMed]  
[53] Irizarry M.C., McNamara M., Fedorchak K., Hsiao K., Hyman B.T.: APPSw transgenic mice develop age-related A β deposits and neuropil abnormalities, but no neuronal loss in CA1. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 1997; 56: 965-973
[PubMed]  
[54] Ji Z.S., Miranda R.D., Newhouse Y.M., Weisgraber K.H., Huang Y., Mahley R.W.: Apolipoprotein E4 potentiates amyloid β peptide-induced lysosomal leakage and apoptosis in neuronal cells. J. Biol. Chem., 2002; 277: 21821-21828
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[55] Joseph J.A., Shukitt-Hale B., Denisova N.A., Prior R.L., Cao G., Martin A., Taglialatela G., Bickford P.C.: Long-term dietary strawberry, spinach, or vitamin E supplementation retards the onset of age-related neuronal signal-transduction and cognitive behavioral deficits. J. Neurosci., 1998; 18: 8047-8055
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[56] Kang J.E., Lim M.M., Bateman R.J., Lee J.J., Smyth L.P., Cirrito J.R., Fujiki N., Nishino S., Holtzman D.M.: Amyloid-β dynamics are regulated by orexin and the sleep-wake cycle. Science, 2009; 326: 1005-1007
[PubMed]  
[57] Kanki T., Nakayama H., Sasaki N., Takio K., Alam T.I., Hamasaki N., Kang D.: Mitochondrial nucleoid and transcription factor A. Ann. N.Y. Acad. Sci., 2004; 1011: 61-68
[PubMed]  
[58] Keaney J.F.Jr., Puyana J.C., Francis S., Loscalzo J.F., Stamler J.S., Loscalzo J.: Methylene blue reverses endotoxin-induced hypotension. Circ. Res., 1994; 74: 1121-1125
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[59] Keil U., Hauptmann S., Bonert A., Scherping I., Eckert A., Müller W.E.: Mitochondrial dysfunction induced by disease relevant AβPP and tau protein mutations. J. Alzheimer Dis. 2006; 9: 139-146
[PubMed]  
[60] Kim M., Hersh L.B., Leissring M.A., Ingelsson M., Matsui T., Farris W., Lu A., Hyman B.T., Selkoe D.J., Bertram L., Tanzi R.E.: Decreased catalytic activity of the insulin-degrading enzyme in chromosome 10-linked Alzheimer disease families. J. Biol. Chem., 2007; 282: 7825-7832
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[61] Koelzow H., Gedney J.A., Baumann J., Snook N.J., Bellamy M.C.: The effect of methylene blue on the hemodynamic changes during ischemia reperfusion injury in orthotopic liver transplantation. Anesth. Analg., 2002; 94: 824-829
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[62] Kontush A.: Amyloid-β: an antioxidant that becomes a pro-oxidant and critically contributes to Alzheimer's disease. Free Radic. Biol. Med., 2001; 31: 1120-1131
[PubMed]  
[63] Kontush A., Berndt C., Weber W., Akopyan V., Arlt S., Schippling S., Beisiegel U.: Amyloid-β is an antioxidant for lipoproteins in cerebrospinal fluid and plasma. Free Radic. Biol. Med., 2001; 30: 119-128
[PubMed]  
[64] Korzcyn A.D., Chapman J.: Apolipoprotein E, dementia and strokes. J. Neurol. Sci., 2003; 206: 3-5
[PubMed]  
[65] Kovács T., Cairns N.J., Lantos P.L.: Olfactory centres in Alzheimer's disease: olfactory bulb is involved in early Braak's stages. Neuroreport, 2001; 12: 285-288
[PubMed]  
[66] Kowalski J., Olejniczak J., Bartosz G., Pawlicki L., Gburek J.: Aktywność antyoksydacyjna osocza u osób leczonych fluwastatyną i fenofibratem. Polski Przegląd Kardiologiczny, 2003; 5: 185-189
[Abstract]  
[67] Kwok E.S., Howes D.: Use of methylene blue in sepsis: a systematic review. J. Intensive Care Med., 2006; 21: 359-363
[PubMed]  
[68] Lampl Y., Zivin J.A., Fisher M., Lew R., Welin L., Dahlof B., Borenstein P., Andersson B., Perez J., Caparo C., Ilic S., Oron U.: Infrared laser therapy for ischemic stroke: a new treatment strategy: results of the NeuroThera Effectiveness and Safety Trial-1 (NEST-1). Stroke, 2007; 38: 1843-1849
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[69] Lee H.G., Perry G., Moreira P.I., Garrett M.R., Liu Q., Zhu X., Takeda A., Nunomura A., Smith M.A.: Tau phosphorylation in Alzheimer's disease: pathogen or protector? Trends Mol. Med., 2005; 11: 164-169
[PubMed]  
[70] Lee H.G., Zhu X., Castellani R.J., Nunomura A., Perry G., Smith M.A.: Amyloid-β in Alzheimer disease: the null versus the alternate hypotheses. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2007; 321: 823-829
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[71] Lewis J., Dickson D.W., Lin W.L., Chisholm L., Corral A., Jones G., Yen S.H., Sahara N., Skipper L., Yager D., Eckman C., Hardy J., Hutton M., McGowan E.: Enhanced neurofibrillary degeneration in transgenic mice expressing mutant tau and APP. Science, 2001; 293: 1487-1491
[PubMed]  
[72] Li C., Yousem D.M., Doty R.L., Kennedy D.W.: Neuroimaging in patients with olfactory dysfunction. Am. J. Roentgenol., 1994; 162: 411-418
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[73] Lindsay J., Laurin D., Verreault R., Hébert R., Helliwell B., Hill G.B., McDowell I.: Risk factors for Alzheimer's disease: a prospective analysis from the Canadian study of health and aging. Am. J. Epidemiol., 2002; 156: 445-453
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[74] Lovell M.A., Robertson J.D., Teesdale W.J., Campbell J.L., Markesbery W.R.: Copper, iron and zinc in Alzheimer's disease senile plaques. J. Neurol. Sci., 1998; 158: 47-52
[PubMed]  
[75] Lustbader J.W., Cirilli M., Lin C., Xu H.W., Takuma K., Wang N., Caspersen C., Chen X., Pollak S., Chaney M., Trinchese F., Liu S., Gunn-Moore F., Lue L.F., Walker D.G., Kuppusamy P., Zewier Z.L., Arancio O., Stern D., Yan S.S., Wu H.: ABAD directly links Aβ to mitochondrial toxicity in Alzheimer's disease. Science, 2004; 304: 448-452
[PubMed]  
[76] Maddalena A., Papassotiropoulos A., Müller-Tillmanns B., Jung H.H., Hegi T., Nitsch R.M., Hock C.: Biochemical diagnosis of Alzheimer disease by measuring the cerebrospinal fluid ratio of phosphorylated tau protein to β-amyloid peptide42. Arch. Neurol., 2003, 60: 1202-1206
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[77] Mahley R.W., Weisgraber K.H., Huang Y.: Apolipoprotein E4: a causative factor and therapeutic target in neuropathology, including Alzheimer's disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006; 103: 5644-5651
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[78] Mancuso M., Siciliano G., Filosto M., Murri L.: Mitochondrial dysfunction and Alzheimer's disease: new developments. J. Alzheimers Dis., 2006; 9: 111-117
[PubMed]  
[79] Mandi G., Witte S., Meissner P., Coulibaly B., Mansmann U., Rengelshausen J., Schiek W., Jahn A., Sanon M., Wüst K., Walter-Sack I., Mikus G., Burhenne J., Riedel K.D., Schirmer H., Kouyaté B., Müller O.: Safety of the combination of chloroquine and metylene blue in healthy adult men with G6PD deficiency from rural Burkina Faso. Trop. Med. Int. Health, 2005; 10: 32-38
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[80] Manelli A.M., Stine W.B., Van Eldik L.J., LaDu M.J.: ApoE and A β1-42 interactions: effects of isoform and conformation on structure and function. J. Mol. Neurosci., 2004; 23: 235-246
[PubMed]  
[81] Masters C.L., Beyreuther K.: Alzheimer's centennial legacy: prospects for rational therapeutic intervention targeting the Aβ amyloid pathway. Brain, 2006; 129: 2823-2839
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[82] Mayer B., Brunner F., Schmidt K.: Inhibition of nitric oxide synthesis by methylene blue. Biochem. Pharmacol., 1993; 45: 367-374
[PubMed]  
[83] Meissner P.E., Mandi G., Coulibaly B., Witte S., Tapsoba T., Mansmann U., Rengelshausen J., Schiek W., Jahn A., Walter-Sack I., Mikus G., Burhenne J., Riedel K.D., Schirmer R.H., Kouyaté B., Müller O.: Methylene blue for malaria in Africa, results from a dose-finding study in combination with chloroquine. Malar. J., 2006; 5: 84-90
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[84] Mesholam R.I., Moberg P.J., Mahr R.N., Doty R.L.: Olfaction in neurodegenerative disease: a meta-analysis of olfactory functioning in Alzheimer's and Parkinson's diseases. Arch. Neurol., 1998; 55: 84-90
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[85] Messier C.: Diabetes, Alzheimer's disease and apolipoprotein genotype. Exp Gerontol., 2003; 38: 941-946
[PubMed]  
[86] Mielke R., Kessler J., Szelies B., Herholz K., Wienhard K., Heiss W.D.: Normal and pathological aging - findings of positron-emission-tomography. J. Neural Transm., 1998; 105: 821-837
[PubMed]  
[87] Mishra A., Saito K., Barbash S.E., Mishra N., Doty R.L.: Olfactory dysfunction in leprosy. Laryngoscope, 2006; 116: 413-416
[PubMed]  
[88] Mitchell I.J., Heims H., Neville E.A., Rickards H.: Huntington's disease patients show impaired perception of disgust in the gustatory and olfactory modalities. J. Neuropsychiatry Clin. Neurosci., 2005; 17: 119-121
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[89] Mochizuki-Oda N., Kataoka Y., Cui Y., Yamada H., Heya M., Awazu K.: Effects of near-infra-red laser irradiation on adenosine triphosphate and adenosine diphosphate contents of rat brain tissue. Neurosci. Lett., 2002; 323: 207-210
[PubMed]  
[90] Morgan C.D., Covington J.W., Geisler M.W., Polich J., Murphy C.: Olfactory event-related potentials: older males demonstrate the greatest deficits. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol., 1997; 104: 351-358
[PubMed]  
[91] Morris M.C., Evans D.A., Bienias J.L., Tangney C.C., Bennett D.A., Wilson R.S., Aggarwal N., Schneider J.: Consumption of fish and n-3 fatty acids and risk of incident Alzheimer disease. Arch. Neurol., 2003; 60: 940-946
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[92] Munoz D.G., Feldman H.: Causes of Alzheimer's disease. CMAJ, 2000; 162: 65-72
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[93] Nawroth J.C., Greer C.A., Chen W.R., Laughlin S.B., Shepherd G.M.: An energy budget for the olfactory glomerulus. J. Neurosci., 2007; 27: 9790-9800
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[94] Nowak G., Szewczyk B., Wieronska J.M., Branski P., Palucha A., Pilc A., Sadlik K., Piekoszewski W.: Antidepressant-like effects of acute and chronic treatment with zinc in forced swim test and olfactory bulbectomy model in rats. Brain Res. Bull., 2003; 61: 159-164
[PubMed]  
[95] Nunomura A., Castellani R.J., Lee H.G., Moreira P.I., Zhu X., Perry G., Smith M.A.: Neuropathology in Alzheimer's disease: awaking from a hundred-year-old dream. Sci. Aging Knowledge Environ., 2006(8): pe10
[PubMed]  
[96] Nunomura A., Perry G., Aliev G., Hirai K., Takeda A., Balraj E.K., Jones P.K., Ghanbari H., Wataya T., Shimohama S., Chiba S., Atwood C.S., Petersen R.B., Smith M.A.: Oxidative damage is the earliest event in Alzheimer disease. J. Neuropathol. Exp. Neurol., 2001; 60: 759-767
[PubMed]  
[97] Ohta S., Ohsawa I.: Dysfunction of mitochondria and oxidative stress in the pathogenesis of Alzheimer's disease: on defects in the cytochrome c oxidase complex and aldehyde detoxification. J. Alzheimers Dis., 2006; 9: 155-166
[PubMed]  
[98] Pearson R.C., Esiri M.M., Hiorns R.W., Wilcock G.K., Powell T.P.: Anatomical correlates of the distribution of the pathological changes in the neocortex in Alzheimer disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1985; 82: 4531-4534
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[99] Pedersen W.A., McMillan P.J., Kulstad J.J., Leverenz J.B., Craft S., Haynatzki G.R.: Rosiglitazone attenuates learning and memory deficits in Tg2576 Alzheimer mice. Exp. Neurol., 2006; 199: 265-273
[PubMed]  
[100] Perry G., Friedman R., Shaw G., Chau V.: Ubiquitin is detected in neurofibrillary tangles and senile plaque neurites of Alzheimer disease brains. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1987; 84: 3033-3036
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[101] Peters J.M., Hummel T., Kratzsch T., Lötsch J., Skarke C., Frölich L.: Olfactory function in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: an investigation using psychophysical and electrophysiological techniques. Am. J. Psychiatry, 2003; 160: 1995-2002
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[102] Planel E., Tatebayashi Y., Miyasaka T., Liu L., Wang L., Herman M., Yu W.H., Luchsinger J.A., Wadzinski B., Duff K.E., Takashima A.: Insulin dysfunction induces in vivo tau hyperphosphorylation through distinct mechanisms. J. Neurosci., 2007; 27: 13635-13648.
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[103] Pratico D., Delanty N.: Oxidative injury in diseases of the central nervous system: focus on Alzheimer's disease. Am. J. Med., 2000; 109: 577-585
[PubMed]  
[104] Pratico D., Uryu K., Leight S., Trojanowski J.Q., Lee V.M.: Increased lipid peroxidation precedes amyloid plaque formation in an animal model of Alzheimer amyloidosis. J. Neurosci., 2001; 21: 4183-4187
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[105] Price J.L., Davis P.B., Morris J.C., White D.L.: The distribution of tangles, plaques and related immunohistochemical markers in healthy aging and Alzheimer's disease. Neurobiol. Aging, 1991; 12: 295-312
[PubMed]  
[106] Raber J.: Androgens, ApoE, and Alzheimer's disease. Sci. Aging Knowledge Environ., 2004: re2
[PubMed]  
[107] Rake G.: The rapid invasion of the body through the olfactory mucosa. J. Exp. Med., 1937; 65: 303-315
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[108] Reiman E.M., Caselli R.J., Yun L.S., Chen K., Bandy D., Minoshima S., Thibodeau S.N., Osborne D.: Preclinical evidence of Alzheimer's disease in persons homozygous for the epsilon 4 allele for apolipoprotein E. N. Engl. J. Med., 1996; 334: 752-758
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[109] Richey P.L., Siedlak S.L., Smith M.A., Perry G.: Apolipoprotein E interaction with the neurofibrillary tangles and senile plaques in Alzheimer disease: implications for disease pathogenesis. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1995; 208: 657-663
[PubMed]  
[110] Rogaeva E., Premkumar S., Song Y., Sorbi S., Brindle N., Paterson A., Duara R., Levesque G., Yu G., Nishimura M., Ikeda M., O'Toole C., Kawarai T., Jorge R., Vilarino D., Bruni A.C., Farrer L.A., St. George-Hyslop P.H.: Evidence for an Alzheimer disease susceptibility locus on chromosome 12 and for further locus heterogeneity. JAMA, 1998; 280: 614-618
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[111] Rojas J.C., Lee J., John J.M., Gonzalez-Lima F.: Neuroprotective effects of near-infrared light in an in vivo model of mitochondrial optic neuropathy. Neurobiol. Dis., 2008; 28: 13511-13521
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[112] Salaris S.C., Babbs C.F., Voorhees W.D.3rd: Methylene blue as an inhibitor of superoxide generation by xantine oxidase. A potential new drug for attenuation of ischemia/reperfusion injury. Biochem. Pharmacol., 1991; 42: 499-506
[PubMed]  
[113] Samudralwar D.L., Diprete C.C., Ni B.F., Ehmann W.D., Markesbery W.R.: Elemental imbalances in the olfactory pathway in Alzheimer's disease. J. Neurol. Sci., 1995; 130: 139-145
[PubMed]  
[114] Santacruz K., Lewis J., Spires T., Paulson J., Kotilinek L., Ingelsson M., Guimaraes A., DeTure M., Ramsden M., McGowan E., Forster C., Yue M., Orne J., Janus C., Mariash A., Kuskowski M., Hyman B., Hutton M., Ashe K.H.: Tau suppression in a neurodegenerative mouse model improves memory function. Science, 2005; 309: 476-481
[PubMed]  
[115] Sheng J.G., Mrak R.E., Griffin W.S.: Interleukin 1α expression in brain regions in Alzheimer's disease: correlation with neurotic plaque distribution. J. Neuropathol. Exp. Neurol., 1995; 54: 435
[116] Small G.W., Leuchter A.F., Mandelkern M.A., La Rue A., Okonek A., Lufkin R.B., Jarvik L.F., Matsuyama S.S., Bondareff W.: Clinical, neuroimaging, and environmental risk differences in monozygotic female twins appearing discordant for dementia of the Alzheimer type. Arch. Neurol., 1993; 50: 209-219
[PubMed]  
[117] Small G.W., Mazziotta J.C., Collins M.T., Baxter L.R., Phelps M.E., Mandelkern M.A., Kaplan A., La Rue A., Adamson C.F., Chang L.: Apolipoprotein E type 4 allele and cerebral glucose metabolism in relatives at risk for familial Alzheimer disease. JAMA, 1995; 273: 942-947
[PubMed]  
[118] Soininen H., Kosunen O., Helisalmi S., Mannermaa A., Paljärvi L., Talasniemi S., Ryynänen M., Riekkinen P.Sr.: A severe loss of choline acetyltransferase in the frontal cortex of Alzheimer patients carrying apolipoprotein ε4 allele. Neurosci. Lett., 1995; 187: 79-82
[PubMed]  
[119] Sorbi S., Bird E.D., Blass J.P.: Decreased pyruvate dehydrogenase complex activity in Huntington and Alzheimer brain. Ann. Neurol., 1983; 13: 72-78
[PubMed]  
[120] Stiasny-Kolster K., Clever S.C., Möller J.C., Oertel W.H., Mayer G.: Olfactory dysfunction in patients with narcolepsy with and without REM sleep behaviour disorder. Brain, 2007; 130: 442-449
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[121] Suzuki H., Park S.J., Tamura M., Ando S.: Effect of the long-term feeding of dietary lipids on the learning ability, fatty acid composition of brain stem phospholipids and synaptic membrane fluidity in adult mice: a comparison of sardine oil diet with palm oil diet. Mech. Ageing Dev., 1998; 101: 119-128
[PubMed]  
[122] Takeda A., Perry G., Abraham N.G., Dwyer B.E., Kutty R.K., Laitinen J.T., Petersen R.B., Smith M.A.: Overexpression of heme oxygenase in neuronal cells, the possible interaction with Tau. J. Biol. Chem., 2000; 275: 5395-5399
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[123] Tourbier I.A., Doty R.L.: Sniff magnitude test: relationship to odor identification, detection, and memory tests in a clinic population. Chem. Senses, 2007; 32: 515-523
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[124] Unger J., McNeill T.H., Moxley R.T. 3rd, White M., Moss A., Livingston J.N.: Distribution of insulin receptor-like immunoreactivity in the rat forebrain. Neuroscience, 1989; 31: 143-157
[PubMed]  
[125] Visarius T.M., Stucki J.W., Lauterburg B.H.: Inhibition and stimulation of long-chain fatty acid oxidation by chloroacetaldehyde and methylene blue in rats. J. Pharmacol. Exp. Ther., 1999; 289: 820-824
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[126] Vladimirov Y.A., Gorbatenkova E.A., Paramonov N.V., Azizova O.A.: Photoreactivation of superoxide dismutase by intensive red (laser) light. Free Radic. Biol. Med., 1988; 5: 281-286
[PubMed]  
[127] Vyhnalek M., Magerova H., Laczoa J., Hort J.: Olfactory discrimination testing does not differentiate between vascular dementia and Alzheimer's disease. J. Neurol. Sci., 2009; 283: 320
[128] Walsh D.M., Klyubin I., Fadeeva J.V., Cullen W.K., Anwyl R., Wolfe M.S., Rowan M.J., Selkoe D.J.: Naturally secreted oligomers of amyloid β protein potently inhibit hippocampal long-term potentiation in vivo. Nature, 2002; 416: 535-539
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[129] Wetter S., Murphy C.: Apolipoprotein E ε4 positive individuals demonstrate delayed olfactory event-related potentials. Neurobiol. Aging, 2001; 22: 439-447
[PubMed]  
[130] Whalley L.J.: Early-onset Alzheimer's disease in Scotland: environmental and familial factors. Br. J. Psychiatry Suppl., 2001, 40: s53-s59
[PubMed]  
[131] Wischik C.M., Bentham P., Wischik D.J.: Tau aggregation inhibitor (TAI) therapy with RemberTM arrests disease progression in mild and moderate Alzheimer's disease over 50 weeks. Alzheimer's Association International Conference on AD. Chicago 2008, Therapeutic Strategies 1: T167
[132] Wischik C.M., Crowther R.A.: Subunit structure of the Alzheimer tangle. Br. Med. Bull., 1986; 42: 51-56
[PubMed]  
[133] Wischik C.M., Edwards P.C., Lai R.Y., Roth M., Harrington C.R.: Selective inhibition of Alzheimer disease-like tau aggregation by phenothiazines. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996; 93: 11213-11218
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[134] Wong-Riley M.T., Liang H.L., Eells J.T., Chance B., Henry M.M., Buchmann E., Kane M., Whelan H.T.: Photobiomodulation directly benefits primary neurons functionally inactivated by toxins: role of cytochrome c oxidase. J. Biol. Chem., 2005; 280: 4761-4771
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[135] Xu W., Qiu C., Gatz M., Pedersen N.L., Johansson B., Fratiglioni L.: Mid- and late-life diabetes in relation to the risk of dementia: a population-based twin study. Diabetes, 2009; 58: 71-77
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[136] Ye S., Huang Y., Müllendorff K., Dong L., Giedt G., Meng E.C., Cohen F.E., Kuntz I.D., Weisgraber K.H., Mahley R.W.: Apolipoprotein (apo) E4 enhances amyloid β peptide production in cultured neuronal cells: apoE structure as a potential therapeutic target. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2005; 102: 18700-18705
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[137] Zahniser N.R., Goens M.B., Hanaway P.J., Vinych J.V.: Characterization and regulation of insulin receptors in rat brain. J. Neurochem., 1984; 42: 1354-1362
[PubMed]  
[138] Zeviani M., Di Donato S.: Mitochondrial disorders. Brain, 2004; 127: 2153-2172
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[139] Zhao W., Chen H., Xu H., Moore E., Meiri N., Quon M.J., Alkon D.L.: Brain insulin receptors and spatial memory. Correlated changes in gene expression, tyrosine phosphorylation, and signaling molecules in the hippocampus of water maze trained rats. J. Biol. Chem., 1999; 274: 34893-34902
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[140] Zhu X., Perry G., Moreira P.I., Aliev G., Cash A.D., Hirai K., Smith M.A.: Mitochondrial abnormalities and oxidative imbalance in Alzheimer disease. J. Alzheimers Dis., 2006; 9: 147-153
[PubMed]  
[141] Zou K., Gong J.S., Yanagisawa K., Michikawa M.: A novel function of monomeric amyloid β-protein serving as an antioxidant molecule against metal-induced oxidative damage. J. Neurosci., 2002; 22: 4833-4841
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
Autorki deklarują brak potencjalnych konfliktów interesów.