Nowa hipoteza ukazała się w czasopiśmie Dziennik choroby Parkinsona w Światowy Dzień Parkinsona łączy modele skupiające się przede wszystkim na mózgu i ciele z niektórymi prawdopodobnymi przyczynami chorób – substancjami toksycznymi dla środowiska, które są wdychane lub spożywane. Autorzy nowego badania, do których należy Borghammer, argumentują, że wdychanie niektórych pestycydów, powszechnie stosowanych środków chemicznych do czyszczenia na sucho oraz zanieczyszczenie powietrza predysponują do powstania modelu choroby działającego przede wszystkim na mózg. Inne spożyte substancje toksyczne, takie jak skażona żywność i skażona woda pitna, prowadzą do modelu choroby pierwszego kontaktu z ciałem.

„Zarówno w scenariuszu „najpierw mózg”, jak i „najpierw ciało”, patologia pojawia się w strukturach ciała ściśle powiązanych ze światem zewnętrznym” – powiedział Ray Dorsey, lekarz medycyny, profesor neurologii w Centrum Medycznym Uniwersytetu Rochester i współautor książki kawałek. „Tutaj proponujemy, że choroba Parkinsona jest chorobą ogólnoustrojową, a jej początkowe korzenie prawdopodobnie zaczynają się w nosie i jelitach i są powiązane z czynnikami środowiskowymi, które coraz częściej uznawane są za główne czynniki przyczyniające się do choroby, jeśli nie przyczyny. To dodatkowo wzmacnia pogląd, że Choroba Parkinsona, najszybciej rozwijająca się choroba mózgu na świecie, może być wywoływana przez substancje toksyczne i dlatego w dużym stopniu można jej zapobiec.”

Różne drogi do mózgu, różne formy chorób

Od 25 lat naukowcy dostrzegają nieprawidłowo sfałdowane białko zwane alfa-synukleiną jako jedną z głównych przyczyn choroby Parkinsona. Z biegiem czasu białko gromadzi się w mózgu w skupiskach, zwanych ciałami Lewy’ego, i powoduje postępującą dysfunkcję i śmierć wielu typów komórek nerwowych, w tym tych w obszarach mózgu wytwarzających dopaminę, które kontrolują funkcje motoryczne. Kiedy po raz pierwszy zaproponowano tę metodę, Braak pomyślał, że za chorobę może odpowiadać niezidentyfikowany patogen, taki jak wirus.

W nowym artykule dowodzi się, że toksyny występujące w środowisku, w szczególności chemikalia do czyszczenia chemicznego i odtłuszczania, trichloroetylen (TCE) i perchloroetylen (PCE), parakwat chwastobójczy oraz zanieczyszczenie powietrza, mogą być częstymi przyczynami tworzenia się toksycznej alfa-synukleiny. TCE i PCE zanieczyszczają tysiące byłych obiektów przemysłowych, handlowych i wojskowych, w szczególności bazę piechoty morskiej Camp Lejeune, a parakwat jest jednym z najczęściej stosowanych herbicydów w USA, mimo że został zakazany ze względów bezpieczeństwa w ponad 30 krajach, w tym Unię Europejską i Chiny. Zanieczyszczenie powietrza w XIX-wiecznym Londynie osiągnęło poziom toksyczny, kiedy James Parkinson, którego 269. urodziny obchodzą dzisiaj, po raz pierwszy opisał tę chorobę.

Nos i jelita są wyłożone miękką, przepuszczalną tkanką i oba mają dobrze ugruntowane połączenia z mózgiem. W modelu „najpierw mózg” substancje chemiczne są wdychane i mogą przedostawać się do mózgu przez nerw odpowiedzialny za węch. Z ośrodka węchowego mózgu alfa-synukleina rozprzestrzenia się do innych części mózgu, głównie po jednej stronie, w tym do obszarów ze skupiskiem neuronów wytwarzających dopaminę. Śmierć tych komórek jest cechą charakterystyczną choroby Parkinsona. Choroba może powodować asymetryczne drżenie i spowolnienie ruchu, a po rozpoznaniu wolniejszy postęp, a dopiero znacznie później znaczne zaburzenia funkcji poznawczych lub otępienie.

Po spożyciu substancje chemiczne przedostają się przez błonę śluzową przewodu żołądkowo-jelitowego. Początkowa patologia alfa-synukleiny może rozpocząć się we własnym układzie nerwowym jelit, skąd może rozprzestrzenić się na obie strony mózgu i rdzeń kręgowy. Ta droga „ciało najpierw” jest często powiązana z otępieniem z ciałami Lewy’ego, chorobą z tej samej rodziny co choroba Parkinsona, która charakteryzuje się wczesnymi zaparciami i zaburzeniami snu, po których następuje bardziej symetryczne spowolnienie ruchów i wcześniejsza demencja, w miarę rozprzestrzeniania się choroby zarówno w mózgu, jak i w mózgu. półkule.

Nowe modele do zrozumienia i badania chorób mózgu

„Te substancje toksyczne dla środowiska są szeroko rozpowszechnione i nie każdy cierpi na chorobę Parkinsona” – powiedział Dorsey. „Moment, dawka i czas trwania narażenia oraz interakcje z czynnikami genetycznymi i innymi czynnikami środowiskowymi są prawdopodobnie kluczem do ustalenia, u kogo ostatecznie rozwinie się choroba Parkinsona. W większości przypadków narażenie to prawdopodobnie miało miejsce wiele lat lub dziesięcioleci przed wystąpieniem objawów”.

Wskazując na rosnącą liczbę badań łączących narażenie środowiskowe z chorobą Parkinsona, autorzy uważają, że nowe modele mogą umożliwić społeczności naukowej powiązanie konkretnego narażenia z określonymi postaciami choroby. Wysiłki te zostaną wsparte zwiększeniem świadomości społecznej na temat niekorzystnego wpływu na zdrowie wielu substancji chemicznych występujących w naszym środowisku. Autorzy doszli do wniosku, że ich hipoteza „może wyjaśnić wiele tajemnic choroby Parkinsona i otworzyć drzwi do ostatecznego celu, jakim jest zapobieganie”.

Oprócz choroby Parkinsona te modele narażenia środowiskowego mogą pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób substancje toksyczne przyczyniają się do innych zaburzeń mózgu, w tym autyzmu u dzieci, ALS u dorosłych i choroby Alzheimera u seniorów. Dorsey i jego współpracownicy z Uniwersytetu w Rochester zorganizowali 20 maja w Waszyngtonie sympozjum na temat mózgu i środowiska, podczas którego zbadana zostanie rola, jaką substancje toksyczne zawarte w naszej żywności, wodzie i powietrzu odgrywają we wszystkich tych chorobach mózgu.

Dodatkowymi autorami artykułu zawierającego hipotezę są dr Briana De Miranda z Uniwersytetu Alabama w Birmingham oraz dr Jacob Horsager ze Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus w Danii.