Окислительный стресс и метаболический синдром при болезни Альцгеймера: поиски взаимосвязи

Статья рассматривает проблему болезни Альцгеймера (БА) с точки зрения взаимодействия двух важных патологических процессов: окислительного стресса и метаболических нарушений. Хотя гистопатологические изменения при ранней и старческой деменции однотипны, и оба варианта отнесены к БА, лица с ранним началом БА (РНБА) демонстрируют более агрессивное течение заболевания с быстрым нарастанием когнитивного дефицита и меньшим количеством сопутствующих морфологических изменений. Развитие БА с поздним началом БА (ПНБА) зависит от множества факторов окружающей среды, образа жизни и, в том числе, от функционирования общих механизмов адаптации, включая окислительно-восстановительную, иммунологическую и гормональную системы.

Особое внимание в статье уделяется роли метаболического синдрома (МС) как важного фактора риска не только сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний, но и БА. Наличие МС у лиц старше 60 лет повышает риск развития деменции на 13% в возрасте до 60 лет, на 8% в возрасте 60-70 лет. Статья подчеркивает важность окислительного стресса (ОС), вызывающего окисление биомолекул и повреждение тканей, в патогенезе метаболических нарушениям и развитии МС. Описаны возможные механизмы взаимосвязи процессов окислительного стресса и метаболических нарушений. Понимание механизмов развития БА и МС, а также их взаимосвязи, является ключевым для разработки эффективных методов профилактики и лечения этих заболеваний.

1. Васенина Е.Е., Левин О.С., Сонин А.Г. Современные тенденции в эпидемиологии деменции и ведении пациентов с когнитивными нарушениями. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2017;117(6-2):87-95.

2. Волчегорский И.А. Шемяков С.Е., Телешева И.Б., Малиновская Н.В., Турыгин В.В. Возраст- ная динамика липопероксидации в различных отделах центральной нервной системы. Физи- ология человека. 2005;31(2):108-115.

3. Ганькина О.А., Левин О.С., Ильясова Ф.Н. Когнитивные нарушения у пациентов с метаболическим синдромом. Эффективная фармакотерапия. 2016;29:16-22.

4. Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток: (жизнь и смерть, созидание и разрушение): физиологические и клинико-биохимические аспекты. Под общей ред. Е.Е. Дубинина. СПб.: Мед. Пресса; 2006.

5. Дубинина Е.Е., Щедрина Л.В., Мазо Г.Э. Основные биохимические аспекты патогенеза депрессии. Часть I. Успехи физиологических наук. 2018;49:28–49.

6. Захаров В.В., Вахнина Н.В., Громова Д.О. Когнитивные нарушения и метаболический синдром. Доктор.Ру. Неврология Психиатрия. 2016;4(121):14–21.

7. Зорина И. И. Нейропротекторное действие инсулина на моделях in vitro и in vivo и его возможные механизмы: специальность 03.01.04 «Биохимия»: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. СПб; 2020.

8. Левин О.С., Рустамова Ф.Н. Когнитивные нарушения у больных сахарным диабетом 2-го типа. Эффективная фармакотерапия. Эндокринология. 2010;1:58-63.

9. Levin OS, Rustamova FN. Cognitive impairment in patients with type 2 diabetes mellitus. Effektivnayafarmakoterapiya. Endokrinologiya. 2010;1:58-63. (In Russ.).

10. Случевская С.Ф. Клинико-эпидемиологическая характеристика и организация медико-социальной помощи психически больным пожилого возраста в Санкт-Петербурге : специальность 14.00.18 : диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. СПб; 2008.

11. Ткачева О.Н. Гериатрия. Национальное руководство. Под общей редакцией О.Н. Ткачева, Е. В. Фролова, Н.Н. Яхно. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2019.

12. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 05.02.2016 г. № 164-р «Стратегия действий в интересах граждан старшего поколения в Российской Федерации до 2025 года» [http://government.ru]. government; 2016 [обновлено 5 февраля 2016; процитировано 13 октября 2024]. Доступно: http://government.ru/docs/all/105372/

13. Barber IS, Braae A, Clement N, Patel T, Guetta-Baranes T, Brookes K, Medway C, Chappell S, Guerreiro R, Bras J, Hernandez D, Singleton A, Hardy J, Mann DM; ARUK Consortium; Morgan K. Mutation analysis of sporadic early-onset Alz- heimer’s disease using the NeuroX array. Neurobiol Aging. 2017;49:215.e1-215.e8. https://doi.org/10.1016/j.neurobiolag-ing.2016.09.008

14. Bateman RJ, Aisen PS, De Strooper B, Fox NC, Lemere CA, Ringman JM, Salloway S, Sperling RA, Windisch M, Xiong C. Autosomal-dominant Alzheimer’s disease: a review and proposal for the prevention of Alzheimer’s disease. Alzheimers Res Ther. 2011;3(1):1. https://doi.org/10.1186/alzrt59

15. Blessed G, Tomlinson BE, Roth M. The association between quantitative measures of dementia and of senile change in the cerebral grey matter of elderly subjects. Br J Psychiatry. 1968;114(512):797-811. https://doi.org/10.1192/bjp.114.512.797

16. Cacciapuoti F. Oxidative Stress as “Mother” of Many Human Diseases at Strong Clinical Impact. J Cardiovasc Med Cardiol. 2016;3(1):001-006. https://doi.org/10.17352/2455-2976.000020

17. Convit A, Wolf OT, Tarshish C, de Leon MJ. Reduced glucose tolerance is associated with poor memory performance and hippocampal atrophy among normal elderly. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(4):2019-22. https://doi.org/10.1073/pnas.0336073100

18. Craft S. The role of metabolic disorders in Alzheimer disease and vascular dementia: two roads converged. Arch Neurol. 2009;66(3):300-5. https://doi.org/10.1001/archneurol.2009.27

19. Datta SR, Dudek H, Tao X, Masters S, Fu H, Go- toh Y, Greenberg ME. Akt phosphorylation of BAD couples survival signals to the cell-intrinsic death machinery. Cell. 1997;91(2):231-41. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(00)80405-5

20. del Peso L, González-García M, Page C, Herrera R, Nuñez G. Interleukin-3-induced phosphorylation of BAD through the protein kinase Akt. Science. 1997;278(5338):687-9. https://doi.org/10.1126/science.278.5338.687

21. Deng G, Su JH, Ivins KJ, Van Houten B, Cotman CW. Bcl-2 facilitates recovery from DNA damage after oxidative stress. Exp Neurol. 1999;159(1):309-18. https://doi.org/10.1006/exnr.1999.7145

22. Di Liegro CM, Schiera G, Proia P, Di Liegro I. Physical Activity and Brain Health. Genes (Basel). 2019;10(9):720. https://doi.org/10.3390/genes10090720

23. Diniz Pereira J, Gomes Fraga V, Morais Santos AL, Carvalho MDG, Caramelli P, Braga Gomes K. Alzheimer’s disease and type 2 diabetes mellitus: A systematic review of proteomic studies. J Neurochem. 2021;156(6):753-776. https://doi.org/10.1111/jnc.15166

24. Durazzo TC, Mattsson N, Weiner MW; Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative. Smoking and in- creased Alzheimer’s disease risk: a review of po- tential mechanisms. Alzheimers Dement. 2014;10(3 Suppl):122-45. https://doi.org/10.1016/j.jalz.2014.04.009

25. Ezkurdia A, Ramírez MJ, Solas M. Metabolic Syndrome as a Risk Factor for Alzheimer’s Dis- ease: A Focus on Insulin Resistance. Int J Mol Sci. 2023;24(5):4354. https://doi.org/10.3390/ijms24054354

26. Farfel JM, Yu L, Boyle PA, Leurgans S, Shah RC, Schneider JA, Bennett DA. Alzheimer’s disease frequency peaks in the tenth decade and is lower afterwards. Acta Neuropathol Commun. 2019;7(1):104. https://doi.org/10.1186/s40478-019-0752-0

27. Farooqui AA, Ong WY, Horrocks LA. Biochem- ical aspects of neurodegeneration in human brain: involvement of neural membrane phospho- lipids and phospholipases A2. Neurochem Res. 2004;29(11):1961-77. https://doi.org/10.1007/s11064-004-6871-3

28. Fiest KM, Roberts JI, Maxwell CJ, Hogan DB, Smith EE, Frolkis A, Cohen A, Kirk A, Pearson D, Pringsheim T, Venegas-Torres A, Jetté N. The Prevalence and Incidence of Dementia Due to Alzheimer’s Disease: a Systematic Review and Meta-Analysis. Can J Neurol Sci. 2016;43(Suppl 1):51-82. https://doi.org/10.1017/cjn.2016.36

29. Hernandez-Baixauli J, Quesada-Vázquez S, Mariné-Casadó R, Gil Cardoso K, Caimari A, DelBas JM, Escoté X, Baselga-Escudero L. Detection of Early Disease Risk Factors Associated with Metabolic Syndrome: A New Era with the NMR Metabolomics Assessment. Nutrients. 2020;12(3):806. https://doi.org/10.3390/nu12030806

30. Katzman R. Editorial: The prevalence and malignancy of Alzheimer disease. A major killer. Arch Neurol. 1976;33(4):217-8. https://doi.org/10.1001/arch-neur.1976.00500040001001

31. Kikuchi H, Furuta A, Nishioka K, Suzuki SO, Nakabeppu Y, Iwaki T. Impairment of mitochondrial DNA repair enzymes against accumulation of 8-oxo-guanine in the spinal motor neurons of amyotrophic lateral sclerosis. Acta Neuropathol. 2002;103(4):408-14. https://doi.org/10.1007/s00401-001-0480-x

32. Luque-Contreras D, Carvajal K, Toral-Rios D, Franco-Bocanegra D, Campos-Peña V. Oxidative stress and metabolic syndrome: cause or consequence of Alzheimer’s disease? Oxid Med Cell Longev. 2014;2014:497802. https://doi.org/10.1155/2014/497802

33. Mahjoub S, Masrour-Roudsari J. Role of oxidative stress in pathogenesis of metabolic syndrome. Caspian J Intern Med. 2012;3(1):386-96.

34. Muniyappa R, Iantorno M, Quon MJ. An integrated view of insulin resistance and endothelial dysfunction. Endocrinol Metab Clin North Am. 2008;37(3):685-711. https://doi.org/10.1016/j.ecl.2008.06.001

35. Nagley P, Zhang C, Lim ML, Merhi M, Needham BE, Khalil Z. Mitochondrial DNA deletions parallel age-linked decline in rat sensory nerve function. Neurobiol Aging. 2001;22(4):635-43. https://doi.org/10.1016/s0197-4580(01)00228-7

36. Olufadi R, Byrne CD. Clinical and laboratory diagnosis of the metabolic syndrome. J Clin Pathol. 2008;61(6):697-706. https://doi.org/10.1136/jcp.2007.048363

37. Otero-Losada M, Marseglia A, Blanco Calvo E, Capani F. Editorial: Neurological comorbidity in metabolic syndrome. Front Neurosci. 2023;17:1263570. https://doi.org/10.3389/fnins.2023.1263570

38. Prince M, Bryce R, Albanese E, Wimo A, Ribeiro W, Ferri CP. The global prevalence of dementia: a systematic review and metaanalysis. Alzheimers Dement. 2013;9(1):63-75.e2. https://doi.org/10.1016/j.jalz.2012.11.007

39. Scheltens P, De Strooper B, Kivipelto M, Holstege H, Chételat G, Teunissen CE, Cummings J, van der Flier WM. Alzheimer’s disease. Lancet. 2021;397(10284):1577-1590. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32205-4

40. Schrijvers EM, Witteman JC, Sijbrands EJ, Hofman A, Koudstaal PJ, Breteler MM. Insulin metabolism and the risk of Alzheimer disease: the Rotterdam Study. Neurology. 2010;75(22):1982-7. https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3181ffe4f6

41. Sirkis DW, Bonham LW, Johnson TP, La Joie R, Yokoyama JS. Dissecting the clinical heterogeneity of early-onset Alzheimer’s disease. Mol Psychiatry. 2022;27(6):2674-2688. https://doi.org/10.1038/s41380-022-01531-9

42. Sheikh-Ali M, Chehade JM, Mooradian AD. The antioxidant paradox in diabetes mellitus. Am J Ther. 2011;18(3):266-78. https://doi.org/10.1097/MJT.0b013e3181b7badf

43. Stanciu GD, Bild V, Ababei DC, Rusu RN, Cobzaru A, Paduraru L, Bulea D. Link Between Diabetes and Alzheimer’s Disease due to the Shared Amyloid Aggregation and Deposition Involving both Neurodegenerative Changes and Neurovascular Damages. J Clin Med. 2020;9(6):1713. https://doi.org/10.3390/jcm9061713

44. Tomlinson BE, Blessed G, Roth M. Observations on the brains of non-demented old people. J Neurol Sci. 1968;7(2):331-56. https://doi.org/10.1016/0022-510x(68)90154-8

45. Tomlinson BE, Blessed G, Roth M. Observations on the brains of demented old people. J Neurol Sci. 1970;11(3):205-42. https://doi.org/10.1016/0022-510x(70)90063-8

46. Trostchansky A, Quijano C, Yadav H, Kelley EE, Cassina AM. Interplay between Oxidative Stress and Metabolism in Signalling and Disease. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:3274296. https://doi.org/10.1155/2016/3274296

47. Valdez-Gaxiola CA, Rosales-Leycegui F, Gaxio- la-Rubio A, Moreno-Ortiz JM, Figuera LE. Earlyand Late-Onset Alzheimer’s Disease: Two Sides of the Same Coin? Diseases. 2024;12(6):110. https://doi.org/10.3390/diseases12060110

48. Xu C, Apostolova LG, Oblak AL, Gao S. Association of Hypercholesterolemia with Alzheimer’s Disease Pathology and Cerebral Amyloid Angiopathy. J Alzheimers Dis. 2020;73(4):1305-1311. https://doi.org/10.3233/JAD-191023

49. Watson GS, Peskind ER, Asthana S, Purganan K, Wait C, Chapman D, Schwartz MW, Plymate S, Craft S. Insulin increases CSF Abeta42 levels in normal older adults. Neurology. 2003;60(12):1899- 903. https://doi.org/10.1212/01.wnl.0000065916.25128.25

50. Wei Z, Koya J, Reznik SE. Insulin Resistance Exacerbates Alzheimer Disease via Multiple Mechanisms. Front Neurosci. 2021;15:687157. https://doi.org/10.3389/fnins.2021.687157

51. Wingo TS, Lah JJ, Levey AI, Cutler DJ. Autosomal recessive causes likely in early-onset Alzheimer dis- ease. Arch Neurol. 2012;69(1):59-64. https://doi.org/10.1001/archneurol.2011.221

52. Yaffe K, Bahorik AL, Hoang TD, Forrester S, Jacobs DR Jr, Lewis CE, Lloyd-Jones DM, Sidney S, Reis JP. Cardiovascular risk factors and accelerated cognitive decline in midlife: The CARDIA Study. Neurology. 2020;95(7):e839-e846. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000010078

53. Yaffe K, Vittinghoff E, Hoang T, Matthews K, Golden SH, Zeki Al Hazzouri A. Cardiovascular Risk Factors Across the Life Course and Cognitive Decline: A Pooled Cohort Study. Neurology. 2021;96(17):e2212-e2219. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000011747

54. Zuin M, Roncon L, Passaro A, Cervellati C, Zuliani G. Metabolic syndrome and the risk of late onset Alzheimer’s disease: An updated review and meta-analysis. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2021;31(8):2244-2252. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2021.03.020

55. 2018 Alzheimer’s disease facts and figures. Alzheimer’s & Dementia. 2018;14:367-429. https://doi.org/10.1016/j.jalz.2018.02.001

56. 2020 Alzheimer’s disease facts and figures. Alzhei- mer’s Dement. 2020;16:391-460. https://doi.org/10.1002/alz.12068.