Ewolucyjne korzenie stwardnienia rozsianego

Ewolucyjne korzenie stwardnienia rozsianego

Etiologia stwardnienia rozsianego (SM) w dalszym ciągu pozostaje w sferze medycznych spekulacji. Wynika to nie tylko z wieloczynnikowego powstawania choroby, ale też trudnego do rozpoznania mechanizmu rozwoju. Jednak naukowcy z całego świata nie poprzestają na poszukiwaniach. Aktualnie istnieje kilka dobrze uargumentowanych hipotez rzucających światło na zrozumienie neurobiologicznych i ewolucyjnych podstaw tej choroby. Dane epidemiologiczne wskazują, że na świecie choruje ok. 2,3 mln ludzi. Jest to najczęstsza choroba OUN powodująca niepełnosprawność u młodych dorosłych najczęściej w wieku od 20 do 40 roku życia (1:1000). Co najważniejsze choroba ta samoczynnie rozwija się tylko u ludzi. Najczęściej SM występuje u rasy białej w cywilizacji zachodniej oraz północnej części Stanów Zjednoczonych.

Czynniki środowiskowe i ewolucyjne 

Jedna z hipotez mówi o tym, że duże znaczenie na rozwój choroby mają czynniki środowiskowe. Należą do nich m.in.: stres emocjonalny i fizyczny, infekcje retrowirusami lub górnych dróg oddechowych oraz przewlekły stan zapalny organizmu. Odnotowuje się liczne korelacje z początkowymi rzutami choroby, np. wyższa temperatura otoczenia wiosną i latem. Zastanawiające, że popularne zwierzęta jak psy czy koty, żyjące blisko człowieka w tych samych warunkach środowiskowych nie przejawiają takiej choroby. Stwierdza się kilka podobnych chorób o podłożu autoimmunologicznym u zwierząt i u ludzi np. zapalenie tarczycy, zapalenie wątroby czy niedokrwistość hemolityczna. Nigdzie nie zaobserwowano samoistnego występowania SM, pomimo tak bardzo zbliżonych warunków życia. Jednak można zamodelować stwardnienie rozsiane u zwierząt, takich jak myszy, szczury czy małpy. Przykładowo u zwierząt modelowych wystarczy wstrzyknąć białka mielinowe i autoreaktywne komórki T, aby osiągnąć bardzo zbliżone podłoże chorobowe. W modelu zwierzęcym bardziej przypomina to autoimmunologiczne zapalenie mózgu i rdzenia kręgowego (EAE). Problem jednak w tym, że model ten jest dobrze zdefiniowany, a za rozwój choroby odpowiadają m.in. limfocyty Th1 i Th2. W przypadku SM u ludzi jest to bardziej skomplikowane, gdyż mogą brać w tym udział czynniki środowiskowe i ewolucyjne.

Migracje, witamina D i... opryszczka?

Migracje ludzi do różnych stref klimatycznych przed osiągnięciem dojrzałości (przed 15 r.ż.) mogą wpływać na zwiększenie lub zmniejszenie ryzyka zachorowania na SM. Większe ryzyko występuje u ludzi żyjących dalej od strefy równikowej. Istnieją przypuszczenia, iż może to być związane z syntezą witaminy D i jej roli w regulacji układu odpornościowego. Za środowiskowym i infekcyjnym modelem choroby mogą przemawiać np. kliniczne obserwacje związane ze współwystępowaniem takich patogenów jak: wirus Epsteina-Barr, cytomegalii, odry,  HIV czy opryszczki. Obserwuje się również mechanizm demielinizacji związany z bezpośrednim uszkodzeniem oligodendrocytów lub poinfekcyjnego zaburzenia odpowiedzi immunologicznej. Mówiąc najprościej demielinizacja to proces, w którym dochodzi do niszczenia osłonek mielinowych otaczających włókna nerwowe (aksonów). To trochę tak jakby, wziąć dowolny kabel np. od słuchawek i najzwyczajniej go odizolować z tworzywa sztucznego (osłonka mielinowa). Znajdujący się w środku miedziany kabelek jest czymś na kształt aksonu. Odizolowanie kabla zmienia jego właściwości przewodzenia elektrycznego, identycznie jak w naszym układzie nerwowym. Oczywiście, takie niszczące skutki choroby wpływają na szereg patologicznych zmian związanych z transportem jonów. W naszym (CUN) za produkcję osłonek mielinowych odpowiedzialne są wypustki oligodendrocytów, a w obwodowym (OUN) komórki Schwanna. Powstawanie osłonek mielinowych przyczyniło się do ewolucji i rozwoju mózgu u kręgowców.  

Rola mielinizacji

W toku ewolucji mielinizacja odgrywa bardzo ważną rolę. Przyczyniła się nie tylko do znaczącego wzrostu tkanki mózgowej, ale również nabywania zachowań adaptacyjnych. Obecność osłonek mielinowych znacząco zwiększa szybkość przesyłania informacji przez akson, a także ich odżywiania. Dzięki mielinizacji komórki nerwowe np. motoneurony mogą mieć bardzo długie aksony. Podczas uczenia się u osobników dorosłych dochodzi do wzrostu grubości osłonek mielinowych. Co dodatkowo potwierdza, że jest to związane z bardzo istotnym procesem, zarówno ewolucyjnie, jak i rozwojowo. U ludzi proces mielinizacji jest bardzo długi i w różnych rejonach mózgu przebiega w odmiennym tempie. Interesujące, choć niejednoznaczne wyniki wskazują, że na proces mielinizacji wpływa środowisko oraz dieta w szczególności u dzieci do 2 roku życia. Wiek w SM odgrywa niepoślednią rolę, gdyż przedłużająca się mielinizacja pozwala na niezwykły stopień neuroplastyczności w odpowiedzi na bodźce. Jednak ten kończący się proces koreluje z wczesnymi rzutami choroby.

Z perspektywy ewolucyjnej wyglądałoby to tak, że dłuższy proces mielinizacji pozwala nie tylko na rozwój mózgu, ale niestety również na rozwój choroby. SM byłoby czymś w rodzaju produktu ubocznego naszego wyrafinowanego układu nerwowego, związanego z ewolucją zaburzonego mechanizmu regulacji mieliny. To trochę samonakręcający się mechanizm. Z jednej strony na przedłużający się proces mielinizacji może wpływać środowisko. Ten sam proces pozwala na lepszy rozwój osobniczy, wynikający ze zróżnicowanego i bogatego środowiska. A jednak układ immunologiczny reaguje nań jak na proces zagrażający, atakując niezwykle potrzebną mielinę. Gdyby ten model okazał się prawdziwy, to prognozy wskazywałby raczej na ciągły rozwój choroby, niż na samoczynne jej zahamowanie. Niestety, ale tak to wygląda na przestrzeni ostatniego stulecia. Jednak rozwój metod neuroobrazowania, dokładniejsze metody diagnostyczne i epigenetyczny pozwalają na dostrzeżenie nowych możliwości leczenia i diagnozy stwardnienia rozsianego.

Altmann D. Evaluating the evidence for multiple sclerosis as an autoimmune disease. „Arch. Neurol.”, s. 688; autor reply 688–9, 2005.

C. Lucchinetti, W. Brück, J. Parisi, B. Scheithauer i inni. Heterogeneity of multiple sclerosis lesions: implications for the pathogenesis of demyelination.. „Ann Neurol”. 47 (6), s. 707-17, Jun 2000.

Riley M Bove; Why monkeys do not get multiple sclerosis (spontaneously): An evolutionary approach, Evolution, Medicine, and Public Health, Volume 2018, Issue 1, 1 January 2018, Pages 43–59, https://doi.org/10.1093/emph/eoy002

Tutaj M., Szczepanik M.: Mechanizmy regulacji odpowiedzi immunologicznej w modelu stwardnienia rozsianego u myszy. Postępy Hig. Med. Dośw., 2006; 60: 571–583

V. Viglietta, C. Baecher-Allan, HL. Weiner, DA. Hafler. Loss of functional suppression by CD4+CD25+ regulatory T cells in patients with multiple sclerosis.. „J Exp Med”. 199 (7), s. 971-9, Apr 2004. DOI: 10.1084/jem.20031579

 

Co to za choroba? Choroba Parkinsona znana też pod nazwą drżączki poraźnej jest jedną z najczęściej występujących chorób zwyr... czytaj więcej
Od ludowych podań i wierzeń, przez miejskie legendy aż do popkultury – na temat snu krąży całe mnóstwo mitów, półprawd i obie... czytaj więcej
Etiologia stwardnienia rozsianego (SM) w dalszym ciągu pozostaje w sferze medycznych spekulacji. Wynika to nie tylko z wielo... czytaj więcej
W kolejnej części cyklu #neuroPraca rozmawiamy z Panią Elżbietą Włodarską, psychologiem, neuropsychologiem, członkiem Polskie... czytaj więcej