3 заболевания человека и животных связанные с нарушением третичной структуры белков

3 заболевания человека и животных связанные с нарушением третичной структуры белков

У большинства белков полипептидные цепи свернуты особым образом в компактную глобулу. Способ свертывания полипептидных цепей глобулярных белков называется третичной структурой. Третичная структура поддерживается уже обсуждавшимися выше связями трех типов — ионными, водородными и дисульфидными, а также гидрофобными взаимодействиями.

В количественном отношении наиболее важны именно гидрофобные взаимодействия; белок при этом свертывается таким образом, чтобы его гидрофобные боковые цепи были скрыты внутри молекулы, а гидрофильные, наоборот, выставлены наружу.

Для определения третичной структуры белков можно использовать метод рентгеновского анализа. В результате исследований, растянувшихся на несколько лет, Джон Кендрью и Макс Перуц (Kendrew, Perutz) к началу 1959 г. определили этим методом вторичную и третичную структуру миоглобина и предложили модель его молекулы.

За эту работу в 1962 г. они были удостоены Нобелевской премии. Теперь для миоглобина были известны:

первичная структура миоглобина — молекула представляет собой одну полипептидную цепь, построенную из 153 аминокислотных остатков (их последовательность была установлена в начале 60-х годов);
вторичная структура миоглобина — около 75% цепи имеет а-спиральную конформацию (восемь спиральных участков);
третичная структура миоглобина — а-спираль свернута нерегулярным образом в компактную глобулу;
простетинеская группа миоглобина — гемогруппа, или гем (содержит железо).

Миоглобин синтезируется в мышцах, где он служит для запасания кислорода. Как и в гемоглобине, кислород в его молекуле связывается с гемом; от гема зависит красный цвет мышц. Определение третичной структуры белков все еще остается весьма трудоемким процессом. В последнее время в молекулярной биологии все больше усилий затрачивается на попытки использовать компьютеры и прочую технику, которая позволила бы предсказывать третичную структуру белка исходя из его уже известной первичной и вторичной структуры. Это открыло бы возможности для конструирования белков с определенной структурой, предназначенных для определенных функций, что могло бы сыграть очень важную роль и в промышленности, и в медицине.

На рисунке представлено несколько способов изображения третичной структуры белка. Еще один способ показан на рисунке. У белков с третичной структурой функция теснейшим образом зависит от точной формы молекулы. В этом особенно легко убедиться при знакомстве с ферментами.

Источник

Прионы — белки-убийцы

Дата публикации: 11.05.2019 2019-05-11

Статья просмотрена: 180 раз

Библиографическое описание:

Волкова, М. Н. Прионы — белки-убийцы / М. Н. Волкова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 19 (257). — С. 62-64. — URL: https://moluch.ru/archive/257/58904/ (дата обращения: 05.04.2021).

Наш организм необычайно интересен своей сложностью. В нем все взаимосвязано и любой сбой может привести к различным последствиям. Изучение этих сбоев и их устранение помогают человечеству избежать огромного количества летальных исходов, которые вызваны поражением какой-либо структуры.

Прионы-это новый класс возбудителей инфекций, входящих в число смертельных и неизлечимых. Для данных заболеваний характерны очень длительный инкубационный период, своеобразное поражение структур организма и летальный исход.

Изучение данного класса началось еще в 20 веке. Ученые изучали такие болезни, как Куру, Скрепи и выявили похожее течение патологий. С. Б. Прузинер провел аналогии между этими двумя заболеваниями, выявив их возбудитель и установив истинную природу патологий.

Прионы представляют собой молекулу белка PrPС, который приобрел аномальную структуру. Этот белок есть в каждом организме млекопитающего и человека. Ученые предполагают, что данный белок принимает участие в ионных обменах, передаче нервных импульсов, поддержании циклов бодрствования и отдыха, в регуляции деления стволовых клеток костного мозга, входят в состав наружных клеточных мембран, в межклеточном узнавании и клеточной активации, в формировании памяти. И лишь единственная ошибка в синтезе белка PrPС может привести к образованию аномального белка PrPSc. В таком случае, прионный белок, обладающий аномальной структурой, отличающийся пространственной организацией третичной структуры, способен катализировать превращение нормального белка в себе подобный, присоединяясь к нему и вызывая конформацию. В результате этого на нервной клетке появляются токсические белковые бляшки, после чего она погибает и на ее месте образуется пустота, заполненная жидкостью-вакуоль. С исчезновением нервных клеток в мозге образуется все больше пустых мест вследствие чего он напоминает губку.

Таким образом, для начала заболевания необходимо повреждение одного белка, после которого начинается поражение и остальных нормальных белков. Паталогический процесс начинается лишь там, где содержится достаточное количества PrP. Аномальные прионы, попав в кишечник, следуют в кровь и лимфу, после чего накапливаются в селезенке, аппендиксе, миндалинах и т. д. Затем они переносятся в мозг через периферические нервы, накапливаясь в разных областях ЦНС и вызывая невропатологические расстройства.

Почему же происходит изменение нормального белка? У людей причины прионных заболеваний могут быть вызваны различными механизмами:

– Генетический механизм подразумевает собой специфическую мутацию гена, который находится в 20 хромосоме, в ее коротком плече, и кодирует PrP и 253 аминокислоты. Мутированный ген так же может быть унаследован от родителей.

– Приобретенный механизм обусловлен попаданием в организм инфицированных продуктов животного происхождения, пищевые добавки, которые содержат ткани, несущие патологические молекулы прионного белка. Также механизм может быть вызван передачей аномального белка при гемотрансфузии, введении препаратов животного происхождения, использованием зараженных хирургических инструментов.

– Спорадический механизм до конца не известен, возникает из-за спонтанной перестройки PrP.

– По одной из версий, в здоровом организме постоянно возникает небольшое количество белковых образований, которые за короткие сроки распадаются в результате процесса самоочищения. Если же процесс нарушается, белки неправильной формы накапливаются и вызывают заболевания.

Аномальные белки PrPSc очень устойчивы к дезинфекции, кипячению, замораживанию, к обработке спиртами, облучению ультрафиолетовыми лучами, к биохимическим соединениям, например, ферментам, отвечающим за утилизацию старых, пораженных белковых молекул.

При исследовании мозга больных, погибших от прионных инфекций, выявлены схожие черты. Прионные инфекции объединяет то, что для них характерны общие нейропатологические признаки. Макроскопически определяется атрофия головного мозга, а гистологически выявляется его губкообразная дегенерация, атрофия и утрата нервных клеток, амилоидные бляшки, содержание PrPSc. Интересно то, что воспалительные процессы и изменение крови не является клиническим проявлением прионных заболеваний.

Значит, в группу прионных инфекций на основе общей этиологии и патогенезе входят ряд трансмиссивных губкообразных энцефалопатий животных и человека. В число болезней, встречающихся у человека, входят Куру, болезнь Крейтцфельда-Якоба, синдром Герстманна—Штрейслера—Шейнклера, семейная фатальная бессонница, амиотрофический лейкоспонгиоз. В группу заболеваний, поражающих животных входят Скрепи овец и коз, ГЭКРС и т. д. Наиболее подвержены к прионным инфекциям работники пищевой промышленности, ветеринары, хирурги, патологоанатомы, каннибалы, лица, которым предстоит трансплантация органов или тканей.

Болезнь Крейтцфельда-Якоба встречается повсеместно. Характеризуется прогрессирующей деменцией и поражением нервных путей. Патология связана с тем, что животных стали кормить пищевыми добавками, полученными из мясных отходов зараженных коров и овец. Инфицирование животного приводило и к инфицированию человека, употребившего в пищу плохо обработанное мясо. Способами передачи заболевания так же могут быть трансплантации тканей, например, роговицы глаза, переливание крови, а также употребление биологически активных веществ животного происхождения и гормоны. Патология включает в себя астению, нарушению аппетита и сна, снижение массы тела, расстройство памяти, изменение поведения. Первыми же признаками является нарушение зрения, головные боли. Чаще болеют мужчины. Так же распространен семейных характер из-за генетической предрасположенности к данному заболеванию.

Читайте также:  8 наш берег стал островом спасения и новой родиной для всяких зверей больших и маленьких

Синдром Герстманна—Штрейслера—Шейнклера– наследственное прионное заболевание, которое характеризуется деменцией, нарушением глотания, дизартрией, гипотонией. Отсутствуют сухожильные рефлексы на нижних конечностях. Во всем мозге появляется образование амилоидных бляшек. Возникает в возрасте 50–60 лет.

Амиотрофический лейкоспонгиоз — прионная медленная инфекция человека, характеризующаяся прогрессирующим развитием атрофии мышц конечностей и туловища, нарушением дыхания.

Скрепи — прионное заболевание овец и коз, которое протекает с поражением ЦНС, с нарушением координации движений, сильным кожным зудом, что приводит к гибели животного. Распространено повсеместно, кроме Австралии. В России от данного заболевания страдает Романовская порода овец. Заражение животных происходит через зараженную кожу и слизистую оболочку после контакта с инфицированным животным, перорально, в результате поедания плаценты, респираторно.

Диагностика прионных заболеваний заключается в том, что мозг окрашивают на амилоид, в цереброспинальной жидкости выявляют белковые маркеры прионных нарушений мозга, так же применяют ПЦР для выявления PrP.

В настоящее время осуществляются мероприятия по профилактике прионных инфекций. Вводятся ограничения на использование лекарственных препаратов животного происхождения, на трансплантацию твердой оболочки мозга, прекращение использование гормонов гипофиза животных. Также профилактика включает в себя дезинфекцию хирургических инструментов, использование резиновых перчаток при работе с биологическими жидкостями больных.

Лечение на данный момент не разработано до конца. Противовирусные средства, пассивная иммунизация и вакцинация неэффективны. Существуют предложения превентивной терапии, заключающаяся в введении измененной РНК прионного белка, которая не способна давать патогенные формы. Другими способами лечения являются извлечение гена, кодирующего PrP.

Почему же прионные инфекции представляют интерес в настоящее время? Как известно, болезнь Альцгеймера поражает мозг, вызывая появление бляшек различной структуры. Белок измененной формы, который накапливается в нервных клетках, разрушает их, что напоминает прионную инфекцию и ее механизм. Поэтому ученые занимаются исследованиями взаимосвязей возникновения болезни Альцгеймера и прионных заболеваний. С таким же интересом рассматривают болезнь Паркинсона.

Таким образом, в скором времени можно ожидать появление новых методов лечения и профилактики данных заболеваний. Также изучение прионов может помочь найти лекарство от различных злокачественных опухолей или ВИЧ-инфекций. Если понять механизм получения аномального белка из нормального, можно научиться превращать патологические белки в здоровые, тем самым устраняя заболевание органов и тканей.

Источник

Болезни, связанные с нарушением фолдинга белков

Расчёты показали, что лишь небольшая часть теоретически возможных вариантов полипептидных цепей может принимать одну стабильную пространственную структуру. Большинство же таких белков может принимать множество конформаций с примерно одинаковой энергией Гиббса, но с различными свойствами. Первичная структура большинства известных белков, отобранных эволюцией, обеспечивает исключительную стабильность одной конформации.

Однако некоторые растворимые в воде белки при изменении условий могут приобретать конформацию плохо растворимых, способных к агрегации молекул, образующих в клетках фибриллярные отложения, именуемые амилоидом (от лат. аmylum – крахмал). Так же, как и крахмал, амилоидные отложения выявляют при окраске ткани йодом. Это может происходить:

при гиперпродукции некоторых белков, в результате чего увеличивается их концентрация в клетке;

при попадании в клетки или образовании в них белков, способных влиять на конформацию других молекул белка;

при активации протеолиза нормальных белков организма, с образованием нерастворимых, склонных к агрегации фрагментов;

в результате точечных мутаций в структуре белка.

В результате отложения амилоида в органах и тканях нарушаются структура и функция клеток, наблюдаются их дегенеративные изменения и разрастание соединительнотканных клеток. Развиваются болезни, называемые амилоидозами. Для каждого вида амилоидоза характерен определённый тип амилоида. В настоящее время описано более 15 таких болезней.

Функционирование белков

Каждый индивидуальный белок, имеющий уникальную первичную структуру и конформацию, обладает и уникальной функцией, отличающей его от всех остальных белков. Набор индивидуальных белков выполняет в клетке множество разнообразных и сложных функций.

Необходимое условие для функцинирования белков – присоединение к нему другого вещества, которое называют лигандом. Лигандами могут быть как низкомолекулярные вещества, так и макромолекулы. Взаимодействие белка с лигандом высокоспецифично, что определяется строением участка белка, называемого центром связывания белка с лигандом или активным центром.

Активный центр белков и избирательность связывания его с лигандом

Активный центр белков – определённый участок белковой молекулы, как правило, находящийся в её углублении, сформированный радикалами аминокислот, собранных на определённом пространственном участке при формировании третичной структуры и способный комплементарно связываться с лигандом. В линейной последовательности полипептидной цепи радикалы, формирующие активный центр, могут находиться на значительном расстоянии друг от друга.

Высокая специфичность связывания белка с лигандом обеспечивается комплементарностью структуры активного центра белка и структуры лиганда.

Под комплементарностью понимают пространственное и химическое соответствие взаимодействующих молекул. Лиганд должен обладать способностью входить и пространственно совпадать с конформацией активного центра. Это совпадение может быть неполным, но благодаря конформационной лабильности белка, активный центр способен к небольшим изменениям и «подгоняется» под лиганд. Кроме того, между функциональными группами лиганда и радикалами аминокислот, образующих активный центр, должны возникать связи, удерживающие лиганд в активном центре. Связи между лигандом и активным центром белка могут быть как нековалентными (ионными, водородными, гидрофобными), так и ковалентными.

Источник

Прионная болезнь: почему в России не ставится диагноз, смертельные белки в мясе и отсутствие лечения

Прионная болезнь — та, о которой в России слышали только врачи, и, быть может, редкие родственники пациентов. На самом деле она входит в список самых опасных заболеваний в мире, и по счастью, не передается воздушно-капельным путем, иначе бы спасения не было вообще. Болезнь заразна, смертельна в 100% случаев, чаще всего быстротечна. И в России такой диагноз ставить запрещено, правда, официального запрета не существует. В итоге пациенты оказываются без диагноза, не зная от чего умирают, родственники не понимают, что они в огромной опасности. А обычные люди даже не представляют, чем может обернуться съеденный стейк с кровью, блюдо из коровьих мозгов или пробование сырого фарша после соления. «Хайтек» совместно с Ойбеком Тургунхужаевым, руководителем отделения нейрореабилитации в Междисциплинарном центре реабилитации, разбирался, почему нам стоит бояться прионов и кто находится в неотвратимой группе риска.

С появлением Интернета и свободных СМИ, люди стали узнавать всё больше о смертельных заболеваниях — инфекционных, вирусных, онкологических и наследственных. Но мало кто слышал о фатальных прионных болезнях. Несмотря на клинические испытания, на данный момент не существует ни одного доказанного универсального лечения этой группы заболеваний. Невролог Ричард Джонсон из Университета Джона Хопкинса говорит, что если прионы пациента превратились в патологические, он умирает, и мы не можем этого избежать.

Что такое прионная болезнь

Прионные заболевания — они же называются трансмиссивными губчатыми энцефалопатиями — представляют собой семейство редких прогрессирующих нейродегенеративных заболеваний, которые поражают как людей, так и животных. Их отличают:

Прионные болезни поражают как людей, так и животных, быстро прогрессируют и всегда приводят к летальному исходу.

Возбудитель болезни — прионы — тип белков с аномальной третичной структурой, не содержащий нуклеиновых кислот. Сам термин относится к патологическим патогенным агентам, которые способны вызывать аномальное сворачивание специфических нормальных клеточных белков, которые называются как раз прионными белками, встречающихся чаще всего в мозге. Функции этих нормальных прионных белков до сих пор полностью не изучены.

Болезнь Крейтцфельдта – Якоба — БКЯ, псевдосклероз спастический, синдром кортико-стриоспинальной дегенерации, трансмиссивная спонгиоформная энцефалопатия, коровье бешенство.
Это прогрессирующее дистрофическое заболевание коры большого мозга, базальных ганглиев и спинного мозга. Считается основным проявлением губчатой энцефалопатии (прионной болезни). Излечение невозможно. БКЯ поражает людей всех национальностей и рас, мужчин и женщин, взрослых и детей.

Читайте также:  Изучение ароморфозов и идиоадаптаций у растений и животных лабораторная работа 11 класс по биологии

Прионные белки — нормальные белки, которые присутствуют у каждого человека. Но есть определённые группы людей, у которых присутствует генетическая мутация, предрасполагающая их к синтезу патогенного прионного белка. Прионные болезни также могут передаваться путём прямого заражения, передача может произойти и в ходе хирургических манипуляций, использования человеческого гормона роста или употреблении заражённого мяса. Такой вид заражения называется ятрогенным и он остаётся в процентном меньшинстве относительно иных форм БКЯ.

Процентное соотношение ятрогенных случаев болезни Крейтцфельдта – Якоба в исследовании National CJD Research & Surveillance Unit у 177 пациентов.

Есть случаи заражения, которые не классифицируются ни по одной из двух вышеупомянутых причин, в таком случае они считаются спорадическими, то есть возникшими спонтанно и самостийно, по независящим от генетики или внешних факторов обстоятельствам.

Доктор Ойбек Тургунхужаев, руководитель направления нейрореабилитации Междисциплинарного центра реабилитации (Москва), говорит, что окончательный диагноз человеку с подозрением на какое-либо прионное заболевание основывается на оценке клинических признаков и симптомов и ряде вспомогательных исследований. Долгое время единственным методом подтверждения диагноза была электроэнцефалография. Но поскольку общая чувствительность этого метода ограничена, полезность этого исследования была поставлена ​​под сомнение.

Почему в России не ставят этот диагноз

Прионные заболевания неизлечимы, они неизбежно фатальны. Кроме этого, проблема заключается в том, что для постановки достоверного диагноза необходимо проводить вскрытие. Любое вскрытие — это риск для патологоанатома, так как были случаи ятрогенного заражения специалистов от умерших пациентов.

По приказу Роспотребнадзора, о том, что человек заболел прионной болезнью необходимо извещать в течение двух часов. При этом установление такого диагноза ведет за собой, по российским инструкциям, утилизацию всего оборудования, с которым пациент был в контакте. Именно поэтому, когда Медуза рассказывала случай одной из больных БКЯ, все клиники говорили о том, что у них нет оборудования для наблюдениях таких пациентов. На самом деле — это просто способ не потерять миллионы рублей, утилизируя даже аппарат МРТ. Если бы речь шла о сотнях поставленных диагнозов прионной болезни (например, в США регистрируется 300 случаев ежегодно, возможно, их больше), тогда речь шла бы о потери миллиардов рублей для российских больниц и бюджета. Именно поэтому официально диагноз не ставится, врачи не хотят об этом говорить, так как никакого официального распоряжения не существует, что диагноз ставить нельзя. В итоге выходит, что заболевание есть, смерти есть, а причины для родственников и умирающих людей — нет.

Им никто не скажет, что скорее всего родственники уже заразились. Никто не скажет, что нельзя пробовать сырой фарш или есть сырое мясо, тем более мозги. Также как из-за того, что диагноз не ставится, можно случайно пересадить орган больного прионной болезнью, тем самым заразив другого человека. Также это может произойти через хирургический инструмент (такие случае были, об этом ниже).

Когда мы просили хоть кого-то рассказать нам о прионных болезнях, практически никто не готов был говорить открыто. Так мы анонимно поговорили с врачом-неврологом одной из крупнейших московских больниц. «С прионами две проблемы. Во-первых, для постановки достоверного диагноза необходимо проводить вскрытие. Хотя формально (по российским руководствам, например) проводить вскрытие можно, хотя и в особенных условиях. Любое вскрытие — это, естественно, дополнительный риск для патологоанатомов, потому что были описаны случаи заражения патологоанатомов от умерших пациентов. никто не хочет переводить на них риск.

Во-вторых, так как прионные инфекции — это тяжело протекающие, неизлечимые заболевания (хотя и с довольно сложным путем передачи), в нашей стране чертовски сложные законы для регистрации и ведения таких пациентов; о случаях обязаны сообщать в случае выявления чуть ли не в течение двух часов, после постановки диагноза необходимо проводить уничтожение части в том числе дорогостоящего оборудования, которое, как может оказаться по факту, даже рядом не лежало с пациентом, нужно переоформлять документы и так далее.

Довольно грустный, но тем не менее правдивый, факт заключается в том, что правильный диагноз не имеет значения для пациента. Лечения до сих пор нет».

Болезнь Крейтцфельда – Якоба

Болезнь Крейтцфельда – Якоба (БКЯ) является одной из разновидностей прионных болезней. Это быстро прогрессирующее, фатальное нейродегенеративное заболевание, которое, как полагают, вызвано аномальной изоформой прионного белка. БКЯ встречается во всем мире, и согласно статистике, во всем мире заболевает 1 из миллиона человек.

Прионные болезни не идут по одному и тому же сценарию, у людей, страдающих одним и тем же прионным поражением могут разниться эпидемиология и патогенез. Болезнь Крейтцфельда-Якоба делят на несколько типов.

Спорадическая форма — заболеть от мутации, кашляя, испытывая головную боль и провалы в памяти

Спорадическая Болезнь Крейтцфельда-Якоба (сБКЯ) — наиболее распространенный вид трансмиссивных губчатых энцефалопатий человека, на долю которого приходится около 85% случаев зарегистрированных заболеваний прионной природы. СБКЯ имеет очень быстрое течение болезни — средняя продолжительность жизни после проявления признаков составляет всего шесть месяцев. Более 90% пациентов умирают в течение года после появления симптомов. Пик заболеваемости приходится на пожилых людей возрастом 60–70 лет, в других возрастных группах случается куда реже. Одной из гипотез происхождения сБКЯ является мнение, что это спонтанное нейродегенеративное заболевание, возникающее в результате соматической мутации гена PRNP или случайного структурного изменения в белке PrP, вызывающее образование PrPSc2. Эпидемиологические исследования не выявили связи спорадической формы БКЯ с экологическими факторами.

Первые симптомы сБКЯ обычно неспецифические: головная боль, недомогание, кашель, головокружение и изменение поведения, настроения или провалы в памяти. Для подтверждения диагноза должно пройти время, чтобы появились и иные основания полагать прионную природу. Классическими клиническими признаками с БКЯ являются:

Окончательный диагноз зависит от оценки клинических проявлений и результатов лабораторных тестов.

Акинетический мутизм — состояние при котором пациенты перестают двигаться и следить глазами за целью, за исключением реакции глаз на раздражители или длительной фиксации взгляда, их мышцы самостоятельно или под воздействием внешних факторов периодически быстро сокращаются. Пациенты страдают недержанием, не издают никаких звуков или только нечленораздельные шумы. Если глотание сохраняется, пациенты могут прожить в этом состоянии в течение нескольких недель, даже годы при иных благоприятных факторов, получая питание внутривенно или через трубку. При спорадической форме БКЯ, пациенты доходят до этого состояния в течение первых недель заболевания. Всамых стремительных сценариях, 10% пациентов доходят до этого состояния за год.

Долгое время самым информативным способом постановки диагноза было проведение диффузионно-тензорной МРТ. Этот способ является наиболее доступным, относительно неинвазивным и действенен при ранних изменениях в коре головного мозга. СБКЯ можно обнаружить через маркеры в назальных слизистых оболочках, спинномозговой жидкости, моче или крови, но эти тесты часто дают ложноположительные результаты — белок 14.3.3 не является специфичным без появления сопутствующей клинической картины. Протеинограмма является новым оптимальным методом диагностирования сБКЯ, так как она самая чувствительная из всех вышеназванных.

Белки 14-3-3 — семейство регуляторных молекул, встречающихся у всех эукариот. Они связываются со множеством других белков, регулируя их функции и тем самым влияя на множество процессов, в том числе регулировку клеточного цикла, контроль метаболизма, апоптоз, контроль транскрипции генов. Они были обнаружены более 40 лет назад при систематической классификации белков нервной ткани, где их содержание превышает 1% от всех белков. К настоящему времени описано более 300 различных белков-мишеней, способных взаимодействовать с 14-3-3.

Протеинограмма — исследование, изучающее количественное соотношение разновидностей белка в крови. В понятие общего белка входят все возможные белки, несмотря на их различия в строении и функциях.

Наследственная форма болезни Крейтцфельда – Якоба и также связанная с генетическими мутациями фатальная семейная бессонница составляют всего 10% от всех случаев прионных болезней. Множество исследований указывает на то, что общий путь в патогенезе заболевания может быть общим как для спорадических, так и для наследственных форм прионного заболевания, за исключением того, что в первом случае превращение белка происходит без участия каких-либо факторов, а не предопределено наличием мутации в генах.

Читайте также:  Фигурки людей и животных резиновые мелкие средние в ассортименте

Исследования наследственной формы БКЯ и фатальной семейной бессонницы предоставили учёным возможность изучить течение фенотипической гетерогенности (разнообразие «штаммов») прионной болезни. Хотя многие другие нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз и хорея Хантингтона, достаточно похожи по фенотипу, прионная болезнь включает в себя множество клинически различных признаков.

Фенотип — совокупность характеристик, присущих на определённой стадии развития болезни. Фенотип формируется на основе генотипа.

Полиморфизм — способность некоторых организмов существовать в состояниях с различной внутренней структурой или в разных внешних формах.

При наследственном прионном заболевании, фенотип заболевания будет определяться комбинированным эффектом патогенных мутаций, полиморфизма кодонов 129 и типа PrPSc. Полиморфизм кодона 129 играет двойную роль в прогнозировании исхода заболевания. Главным в понимании патогенеза прионной болезни является детальное и точное знание процессов и условий in vivo для образования PrPSc, которые неизбежно приводят к развитию и выражению заболевания. Эти знания позволят разработать рациональную и эффективную стратегию терапевтического вмешательства.

Новый вариант БКЯ — заразиться, съев кусок мяса

Новый вариант болезни Крейтцфельда – Якоба (nvCJD) был впервые идентифицирован в 1996 году. Последующие исследования подтвердили гипотезу, что эта форма связана с бычьей губчатой энцефалопатией. Скорее всего, пациенты употребляли в пищу мясо, содержащее патологические прионы мозга коров.

В отличии от спорадической формы, болезнь не имеет четкого возраста заражения. У пациентов с нБКЯ часто выявляют и психиатрические симптомы, потому порой она ошибочно диагностируется как психическое, а не неврологическое расстройство. Истинная причина психиатрических симптомов кроется в когнитивных нарушениях, постоянных болях в конечностях, нарушениях адекватности ощущений (парестезия или дизестезия), расстройствах речи или зрения.

В течение 6–8 месяцев развиваются пороки управления мышечной системой, но в некоторых случаях развитие болезни может длиться и более 18 месяцев. Потому этот диагноз достаточно трудно поставить при появлении первых признаков заболевания. Если у пациента возникают неконтролируемые движения, возрастает вероятность грамотного диагностирования нБКЯ. В отличие от спорадической формы, где характерны внезапные мышечные спазмы при напряжении (миоклонус), в случае с новой формой возможны и дистония (синдром, при котором происходит постоянное спазматическое сокращение мышц), и хорея (синдром, характеризующийся беспорядочными, отрывистыми, нерегулярными движениями).

Летальная стадия новой формы похожа на летальную стадию спорадической формы болезни Крейтцфельда-Якоба, она проходит с прогрессирующей потерей контроля над мышцами, часто приводящей к состоянию акинетического мутизма.

Деменция и БКЯ: кто-то болен и даже не знает об этом

В отличие от более распространенных слабоумных состояний, которые обычно развиваются годами, быстро прогрессирующие деменции могут развиваться в течение нескольких месяцев, недель или даже дней и приводить к смерти. На спорадическую форму БКЯ приходится 46,9 % всех зарегистрированных случаев быстро прогрессирующей деменции, на генетическую форму прионных заболеваний — 13,6%. 39% всех случаев составляют лобно-височная деменция (FTD), кортикобазальная дегенерация (CBD), болезнь Альцгеймера (AD), деменция с тельцами Леви (DLB) и прогрессивный паралич.

Как правило, спорадическая форма БКЯ представлена совокупностью деменции и нейродегенеративных или психиатрические симптомов. У таких больных распространены пирамидная, мозжечковая и фокальная кортикальная дисфункция. У трети пациентов деменции предшествуют жалобы на усталость, головную боль, нарушение сна, недомогание, потерю веса, боль, депрессию или изменения в поведении.

Неврологические симптомы, включая атаксию, дизестезию, слабоумие или мышечные расстройства (хорея, миоклонус или дистония) появляются позже. Большинство случаев быстро прогрессирующей деменции без других сопутствующих симптомов случается у пожилых людей из-за метаболических нарушений или острых инфекций (пневмонии или инфекции мочевыводящих путей). Потому перед прохождением лабораторных тестов врачи первостепенно указывают быстро прогрессирующую деменцию без явного диагноза. Окончательный вердикт будет зависеть от полученных результатов анализов и обследований, заболевания будут отличаться в зависимости от клинической картины. ЭЭГ может помочь исключить судорожную активность головного мозга и обратиться к диагностике других состояний, таких как БКЯ.

Быстро прогрессирующая деменция представляют собой одну из самых сложных неврологических проблем. Дифференциальная диагностика широко используется для подтверждения окончательных диагнозов, которые могут относиться к нейродегенеративным, аутоиммунным, инфекционным и опухолевым заболеваниям. Даже при таком тщательном подходе к обследованию пациентов, небольшой процент случаев диагностируются уже после смерти.

Фатальная семейная бессоница

Фатальная семейная бессонница — это редкое прионное заболевание, которое в буквальном смысле лишает сна и приводит к снижению всех нейро-двигательных и психических функций. Можно выделить две формы этой болезни: генетическую и спорадическую.

Генетическая форма связана с мутацией, приводящей к превращению белка PrP в прионный белок. Спорадическая же появляется спонтанно, без каких-либо предпосылок. Это заболевание отличается от других прионных заболеваний областью поражения — превращение прионных белков в патологические преимущественно происходит в одном отделе головного мозга — таламусе, который, в том числе, отвечает и за сон.

Средний возраст появления симптомов при генетической форме фатальной семейной бессонницы — 40 лет. Ранние симптомы выражаются в виде незначительных трудностей с засыпанием и сном, мышечными подергиваниями, судорогами и оцепенение. Во время сна люди могут неспокойно спать: двигать ногами и руками, ворочаться. В конце концов, больные перестают спать. В силу этого снижается умственная активность, утрачивается мышечная координация (атаксия). У больных прослеживается повышение артериального давления, учащение пульса и избыточное потоотделение. В отличие от других прионных болезней при фатальной семейной бессоннице нет губкообразной дегенерации вещества головного мозга. Основными признаками поражения являются дегенерация нейронов и реактивный глиоз (образование «рубцов» на и в мозговой ткани) в ядрах таламуса, а также дегенерация нейронов в комплексе ядер продолговатого мозга.

Диагноз фатальной семейной бессонницы в генетической форме подтверждается генетическим тестированием. В случае со спорадическими случаями, могут обнаружить нарушения в структуре сна и аномалии в таламусе полисомнография и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Средняя продолжительность жизни с начала первых симптомов заболевания — 3 года, лечения не существует.

Медленно прогрессирующая деменция: симптомы в течение нескольких лет

Синдром Герстманна-Штраусслера-Шейнкера — это редкая генетическая форма трансмиссивной губчатой энцефалопатии, которая впервые была описана австрийскими неврологами в 1936 году. Синдром чаще всего проявляется в возрасте 40–50 лет, и вызван мутациями генов прионного белка PRNP на 20 хромосоме.

Клиническая картина синдром схожа со спорадической формой БКЯ, но он отличается продолжительностью и медленно прогрессирующей деменцией наряду с иными симптомами. Синдром Герстманна-Штраусслера-Шейнкера может длиться как нескольких месяцев так и несколько лет, средняя продолжительность жизни — 5 лет. Диагностировать заболевание можно даже на ранних стадиях посредством проведения магнитно-резонансной томографии. На МРТ будут наблюдаться губчатые изменения в коре и разрастание глиальных клеток.

Глиальные клетки или нейроглия — совокупность вспомогательных клеток нервной ткани. Составляет около 40 % объёма ЦНС. Количество глиальных клеток в мозге примерно равно количеству нейронов.

Глиальные клетки имеют общие функции и, частично, происхождение (исключение — микроглия). Они составляют специфическое микроокружение для нейронов, обеспечивая условия для генерации и передачи нервных импульсов, а также осуществляя часть метаболических процессов самого нейрона.

Обнаруживать прионную болезнь достаточно трудозатратно, учитывая то, что если диагноз подтвержден, пациенту уже ничем не помочь, а больницы теряют миллионы рублей. И самое жуткое, что все люди на Земле в группе риска. Прионы не пощадят никого. Поэтому не пробуйте фарш, после того, как его посолили. Не ешьте потроха и мозги коров и свиней, и посещайте врача вовремя. В конце концов, МРТ врать не будет.

Источник

Интересные факты из жизни