Bệnh Parkinson (PD) là một bệnh thoái hóa thần kinh tiến triển có nguyên nhân gốc rễ là cái chết của các tế bào thần kinh dopaminergic, chủ yếu là do thay đổi hoạt động sinh học trong não.Mặc dù nhiều cơ chế đã được đề xuất để giải thích cái chết tế bào thần kinh trong PD, một số trong số chúng vẫn chưa được biết, đặc biệt là các cơ chế liên quan đến bất thường của ty thể.
Năm cơ chế tử vong thần kinh chính đã được đề xuất, bao gồm tập hợp protein, phá vỡ sự tự phát của tế bào, thay đổi chuyển hóa tế bào hoặc chức năng ty thể, viêm thần kinh và phá vỡ hàng rào máu não (BBB).Các cơ chế này kết hợp có thể trở thành một yếu tố quan trọng trong việc làm cho bệnh Parkinson ngày càng xấu đi.
Cơ chế tử vong thần kinh chính đầu tiên là tập hợp protein.Trong bộ não của bệnh nhân Parkinson, sự tổng hợp của các hình thức alpha-synuclein, được coi là một trong những dấu hiệu bệnh lý của bệnh Parkinson.
Mặc dù sự hiện diện của các cơ thể Lewy được biết đến, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các tập hợp này không phải là nguyên nhân gốc của cái chết mà có thể là tác nhân cho các hiệu ứng liên kết khác.Với sự phát triển của bệnh, các cơ thể Lewy lần đầu tiên xuất hiện trong bóng đèn khứu giác và não tỏa ra, và cuối cùng được tích lũy ở những khu vực tập trung các tế bào thần kinh dopaminergic, dẫn đến một chu kỳ tử vong thần kinh.
Cơ chế thứ hai là sự gián đoạn của autophagy.Autophagy là quá trình trong đó các thành phần bên trong của các tế bào bị suy giảm và tái chế, và rất quan trọng để duy trì chức năng tế bào.Trong bệnh Parkinson, các cơ chế autophagy bất thường có thể dẫn đến suy thoái ty thể không thể tiến hành bình thường, làm nặng thêm tổn thương tế bào thần kinh.
Nghiên cứu cho thấy rối loạn chức năng autophagy có liên quan đến nhiều bệnh thoái hóa thần kinh, bao gồm cả bệnh Parkinson, khiến điều hòa chức năng tế bào liên quan bị mất cân bằng và tăng tốc tử vong thần kinh.
Cơ chế chính thứ ba liên quan đến việc sản xuất năng lượng tế bào, cụ thể là chức năng của ty thể.Rối loạn chức năng ty thể có thể cản trở sản xuất năng lượng và cuối cùng dẫn đến cái chết tế bào thần kinh.Cơ chế này chủ yếu liên quan đến các phức hợp Pink1 và Parkin, chịu trách nhiệm cho bệnh tật.
Pink1 là một protein thường được vận chuyển vào ty thể và khi ty thể bị hư hại, Pink1 tích lũy trên bề mặt của nó và tuyển dụng Parkin để bắt đầu phá hủy ty thể bị hư hỏng.Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng đột biến DNA ty thể liên quan đến tuổi làm tăng tính dễ bị tổn thương đối với cơ chế tử vong này, do đó đẩy nhanh quá trình apoptosis tế bào thần kinh.
Khi tuổi tác, ty thể dần dần mất khả năng loại bỏ các loại oxy phản ứng (ROS), nhưng vẫn tạo ra ROS, dẫn đến ROS quá mức được tạo ra và chết tế bào.Mối quan hệ giữa các stress oxy hóa này và cái chết tế bào thần kinh cho thấy sự tương tác của nhiều quá trình bệnh lý.
Cơ chế thứ tư là viêm thần kinh.Microglia là các tế bào miễn dịch cố hữu của hệ thần kinh trung ương và đóng một vai trò quan trọng trong phản ứng với tổn thương thần kinh.Viêm thần kinh mãn tính có thể dẫn đến thoái hóa mô và phá hủy BBB, làm nặng thêm sự tử vong thần kinh.
Trong bệnh Parkinson, các tế bào microglia xâm nhập vào trạng thái gây viêm và các yếu tố được giải phóng có thể gây ra cái chết của các tế bào thần kinh vận động và có thể tạo thành một vòng phản hồi tích cực, dẫn đến chết tế bào nhiều hơn.
Cơ chế thứ năm là sự phá hủy hàng rào máu não, có thể dẫn đến sự xâm nhập của các phân tử có hại và thay đổi chức năng của các tế bào thần kinh.Trong bệnh Parkinson, quá trình này có thể dẫn đến tăng cường apoptosis hoặc hành vi tử vong.
Sự tương tác giữa các cơ chế khác nhau này có thể mang lại một loạt các hiệu ứng, cuối cùng được thể hiện trong khả năng vận động của bệnh nhân.Cái chết của các tế bào thần kinh dopaminergic có thể dẫn đến các rối loạn kiểm soát vận động, cho thấy những dáng đi điển hình ở bệnh nhân của Parkinson, như gù lưng, đi bộ chậm và run rẩy.
Trong tất cả các cơ chế phức tạp này, quang sai của ty thể dường như là một trong những phát nổ tiềm năng dẫn đến tử vong thần kinh.Điều này cũng đã thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học.