Прогрессирующая потеря структуры или функции нейронов, часто ведущая к деменции.Нейродегенерация — это постепенная, необратимая утрата нейронов — клеток, которые проводят электрические сигналы через головной и спинной мозг и периферические нервы, — а также связей между ними. В отличие от инсульта, который повреждает ткань внезапно, нейродегенерация разворачивается годами: отдельные клетки уменьшаются, теряют свои синапсы и в конце концов погибают, а ткань, которую они занимали, не восстанавливается. Поскольку взрослый человеческий мозг производит очень мало новых нейронов, каждая потерянная клетка — это безвозвратное вычитание из цепи.
Последствия зависят от того, какие популяции нейронов затронуты. Дегенерация в гиппокампе и коре подтачивает память и мышление; дегенерация вырабатывающих дофамин клеток среднего мозга нарушает контроль движений; дегенерация двигательных нейронов спинного мозга ослабляет мышцы. Вот почему один и тот же глубинный процесс может клинически проявляться как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический склероз или болезнь Хантингтона — разные названия в значительной степени отражают то, какие клетки отказывают первыми.
Нейродегенерация важна потому, что возраст — её сильнейший фактор риска, а население стареет. Она также служит точкой пересечения нескольких областей: неправильное сворачивание белков, дисфункция митохондрий, хроническое воспаление и нарушение очистки клеток от отходов — все они вовлечены, и исследователи спорят о том, как эти механизмы взаимодействуют, а не о том, какой из них первичен.
При многих нейродегенеративных заболеваниях нормальный белок приобретает аномальную форму, а затем вызывает такое же изменение в соседних копиях, так что неправильно свёрнутый белок накапливается в виде скоплений внутри клеток или между ними. Эти агрегаты нарушают внутренний транспорт клетки, перегружают систему разложения повреждённых белков и запускают стрессовые реакции. Энергоснабжение даёт сбой, поскольку митохондрии — электростанции клетки — повреждаются в той же токсичной среде, и возникшая нехватка АТФ лишает нейрон способности поддерживать ионные градиенты. Нейрон, который не может удерживать свои градиенты, не может нормально генерировать импульсы, а если стресс сохраняется, активируются пути запрограммированной гибели клетки.
Второй слой проблемы — отказ системы очистки. В норме клетки избавляются от изношенных белков и целых органелл с помощью аутофагии и протеасомы; когда с возрастом эти системы замедляются, повреждённый материал накапливается быстрее, чем успевает удаляться. Поскольку нейроны живут долго и почти не делятся, они не могут разбавить повреждения делением, поэтому ошибки накапливаются десятилетиями. Глиальные клетки, которые обычно поддерживают и защищают нейроны, могут переходить в состояние хронического воспаления и выделять сигналы, дополнительно вредящие ткани.
Исследования нейродегенерации лежат в основе разработки биомаркеров — например, визуализации белковых отложений или анализов крови на повреждение нейронов — и методов терапии, нацеленных на замедление агрегации белков или усиление клеточной очистки, хотя большинство таких методов пока остаются экспериментальными.
Некоторые нейроны в человеческом мозге так же стары, как и сам человек: они образуются до рождения и должны выжить, не делясь, восемь или девять десятилетий.