Порушення аеробного гліколізу є частими змінами, які виявляють на ранніх стадіях розвитку хвороби Альцгеймера. Однак донині залишалося невизначеним питання про те, чи є подібна метаболічна дисрегуляція причиною як змін синаптичної пластичності, так і поведінкових особливостей у пацієнтів із деменцією. Команда дослідників Лабораторії нейродегенеративних захворювань Університету Париж-Секле (Laboratoire des Maladies Neurodégénératives Université Paris-Saclay), Франція, Нейроцентру Маженді (Neurocentre Magendie) та Університету Бордо (Université de Bordeaux), Франція, виявила, що особливості нейрометаболізму відіграють ключову роль у розвитку порушень пам’яті, пов’язаних із хворобою Альцгеймера. У зазначеній роботі, результати якої опубліковані в журналі «Cell Metabolism» 3 березня 2020 р., також доведено, що додаткове збагачення щоденного раціону окремою амінокислотою у тварин із модельованою хворобою Альцгеймера може ефективно усувати дефіцитарні когнітивні прояви та сприяти відновленню можливостей просторової пам’яті, порушення якої виявляються вже на ранніх стадіях захворювання. На думку дослідників, описаний шлях може стати перспективним напрямом профілактики змін пам’яті, які є одними з першочергових негативних явищ, що супроводжують розвиток деменції.
Нейрометаболізм і когнітивні зміни
Відомо, що головний мозок використовує більшу частину енергії, доступної організму. Водночас фізіологічна активність кожної зі структур центральної нервової системи передбачає злагоджену взаємодію всіх клітинних елементів. Уже ранні етапи нейродегенеративних явищ характеризуються первинним зниженням енергетичного нейрометаболізму. Проте питання, чи сприяє подібне пригнічення енергообміну безпосереднім когнітивним проявам деменції, зокрема хвороби Альцгеймера, залишалося відкритим. У процесі нового дослідження описано чіткі прояви порушень астроцитарного біосинтезу l-серину. Ці зміни однієї з ланок гліколізу були зафіксовані в ході експериментального вивчення моделі нейродегенеративного процесу в лабораторних мишей. Згодом подібні дані отримано також у пацієнтів із підтвердженим діагнозом хвороби Альцгеймера.
Амінокислота серин є представником групи замінних амінокислот, яка в організмі людини синтезується з проміжного продукту гліколізу — 3-фосфогліцерату. Відомо, що синтез цієї амінокислоти здебільшого відбувається астроцитами головного мозку, і за умов нейродегенеративних явищ шлях її метаболізму зазнає змін. У дослідженні встановлено, що зменшене використання глюкози астроцитами сприяє зниженню синтезу серину. L-серин є попередником d-серину — коагоністу синаптичних N-метил-D-аспартатних (NMDA)-рецепторів, які виконують важливу роль у процесах синаптичної пластичності. Під час дослідження встановлено, що у тварин із модельованим нейродегенеративним захворюванням відповідні рецепторні сайти коагоністів NMDA є зайнятими значно рідше, що відповідає більш вираженим проявам синаптичних дисфункцій та поведінкових порушень.
Обґрунтовуючи отримані дані, вченими наведено приклади того, що подібні дефіцитарні зміни спостерігаються на тлі інактивації каскаду метаболічних реакцій, що супроводжують синтез l-серину в астроцитах гіпокампу. На думку авторів, це підтверджує ключову роль астроцитарного l-серину в фізіологічних процесах синаптичної пластичності. Ґрунтуючись на отриманих попередніх даних, вчені запропонували збагачувати раціон харчування тварин із модельованим нейродегенеративним процесом відповідними амінокислотними нутрієнтами, а саме l-серином. Результати проведеного експериментального спостереження переконливо продемонстрували, що додавання l-серину до щоденного харчування лабораторних тварин усувало прояви синаптичного та поведінкового дефіциту.
Перспективи впровадження амінокислотної замісної терапії
Дослідники дійшли висновків про першочергове значення процесів астроцитарного гліколізу в ефективному контролі когнітивних функцій. Подібні твердження передбачають, що пероральний прийом l-серину може слугувати однією з можливих і цілком доступних терапевтичних тактик специфічного амінокислотного замісного лікування для пацієнтів із деменцією, зокрема хворобою Альцгеймера. Таким чином, обґрунтування ролі l-серину в розвитку розладів пам’яті, а також отримання доказів експериментальної ефективності відповідних амінокислотних харчових добавок відкриває можливості для нових стратегій, які можуть доповнювати медикаментозне лікування пацієнтів із ранніми проявами хвороби Альцгеймера, а також з іншими патологіями, пов’язаними з явищами метаболічного дефіциту — хвороб Паркінсона та Хантінгтона. Однак, оскільки l-серин є доступною харчовою добавкою, подібні практичні впровадження потребують попередніх контрольованих клінічних випробувань серед пацієнтів із зазначеними патологіями.
Долучайтеся до нас у Viber-спільноті, Telegram-каналі, Instagram, на сторінці Facebook, а також Twitter, щоб першими отримувати найсвіжіші та найактуальніші новини зі світу медицини.
- Le Douce J., Maugard M., Veran J. et al. (2020) Impairment of glycolysis-derived l-serine production in astrocytes contributes to cognitive deficits in Alzheimer’s disease. Cell Metab., 31(3): 503–517.
Наталія Савельєва-Кулик
