Как объесться до слабоумия

Сюзанна де ла Монте из Университета Брауна (США) однажды обнаружила странную вещь: у крыс с искусственно нарушенной реакцией мозга на инсулин развилась болезнь Альцгеймера. Мы травим свой мозг каждый раз, когда принимаемся за гамбургеры и картофель фри

Дело в том, что инсулин не только регулирует уровень сахара в крови, но также играет важную роль в работе сигнальных путей мозга. Плохая чувствительность к инсулину обычно связывается с сахарным диабетом второго типа, при котором клетки печени, жира и мышц не реагируют на гормон. Но открытие г-жи де ла Монте заставило некоторых учёных задуматься о том, что болезнь Альцгеймера в действительности представляет собой одну из разновидностей диабета. Её даже стали иногда называть диабетом третьего типа.

Если это так, то пора бить тревогу. Ведь получается, что мы травим свой мозг каждый раз, когда принимаемся за гамбургеры и картофель фри. Особенному риску подвержены люди с диабетом второго типа, которые уже приобрели резистентность к инсулину. Только в США 19 млн человек страдают от этого заболевания, ещё 79 млн находятся в состоянии преддиабета, то есть демонстрируют ранние признаки инсулинорезистентности. По словам Эвана Макнея из Университета Олбани (США), за эпидемией диабета второго типа последует эпидемия слабоумия с соответствующей нагрузкой на системы здравоохранения. По оценкам, к 2050 году болезнь Альцгеймера будет у 115 млн человек. В одних США 35,7% населения страдают ожирением и тем самым подвергаются высокому риску и диабета, и слабоумия.

Выходит, надо придерживаться здоровой пищи и побольше гулять не только ради хорошей фигуры, но и для снижения риска деменции. Тем самым вроде бы даже можно повернуть вспять или по крайней мере замедлить некоторые когнитивные нарушения. Есть шанс и на то, что новое понимание болезни Альцгеймера позволит разработать новые методы лечения и профилактики, что более чем актуально, ибо в 2011 году в США на обслуживание 5,4 млн человек с этим недугом было потрачено $130 млрд. Всего на планете с этой формой деменции живут 36 млн несчастных. Эффективных методов терапии между тем не существует до сих пор.

Чем больше людей с диабетом (как показано на графике), тем больше пациентов с болезнью Альцгеймера в будущем.

Со времён Алоиса Альцгеймера (1864−1915) ответственность за болезнь, названную его именем, возлагается на бета-амилоидные бляшки, накапливающиеся в мозге пациентов. Немецкий психиатр и невропатолог первым обратил внимание на то, что в явно нормальных клетках могут присутствовать странные волоконца. В тех областях мозга, где заболевание достигло значительного прогресса, эти жилки слипались и перемещались внутрь клеток и собирались в толстые узлы. В конце концов, писал Альцгеймер, ядра и сами клетки распадаются, и только спутанный пучок волокон указывает на то место, где раньше находились ганглиозные клетки.

С тех пор прошёл век с лишним, но добавить к сказанному великим учёным мы можем не так уж много. Происхождение бляшек остаётся туманным. Известно лишь, что бета-амилоид представляет собой фрагмент большого белка, который в нормальных условиях помогает клеткам мозга и других частей тела формировать мембраны. Считается также, что он выполняет и другие функции: борется с микробами, осуществляет транспорт холестерина, регулирует экспрессию определённых генов. Что заставляет белок формировать смертельные комки, остаётся загадкой. Быть может, дело и впрямь в диабете?

Открытие, сделанное Сюзанной де ла Монте, стало результатом растущего понимания роли инсулина в деятельности мозга. До недавнего времени в этом гормоне видели только регулятор содержания сахара в крови. Если говорить простыми словами, он подсказывает клеткам мышц, печени и жира, сколько сахара следует изъять из кровотока, дабы превратить его в энергию либо сохранить в виде жира. Затем мы узнали, что на самом деле инсулин также помогает нейронам (особенно в гиппокампе и лобной доле) принимать глюкозу — источник энергии. Кроме того, он регулирует деятельность трансмиттеров (например, ацетилхолина), имеющих решающее значение для памяти и обучения. Наконец, инсулин придаёт нейронам пластичность, благодаря чему они меняют форму, образуя новые связи и укрепляя старые. Кстати, он важен и для правильного функционирования и роста кровеносных сосудов, снабжающих мозг кислородом и глюкозой.

Как следствие, снижение уровня инсулина в мозге сразу же отзывается на когнитивных способностях. Г-н Макней отмечает, например, что блокировка поглощения инсулина в гиппокампе оказывает такое же воздействие на пространственную память, как и морфин. Напротив, более активное его поглощение улучшает этот параметр.

Г-н Макней полагает, что этот момент имеет эволюционный смысл, ибо он помогал нашим предкам запоминать расположение источника пищи. Например, нашли в саванне ягоды, наелись, в организме произошёл скачок глюкозы, за ним последовал пик инсулина, а там уже и гиппокамп откликнулся: мол, надо запомнить нечто важное.

Если в далёкой древности так и было, впоследствии тот же механизм подарил нам сахарный диабет второго типа. Чем сильнее мы налегаем на жирную и сладкую пищу, тем выше скачки инсулина и тем дольше он остаётся на высоком уровне. В конце концов клетки мышц, печени и жира перестают реагировать на гормон, то есть не выводят сахар из крови. И тогда поджелудочная железа начинает работать сверхурочно, производя всё больше и больше инсулина, пока не выдохнется, и со временем люди со вторым типом диабета вынуждены жить с аномально низким содержанием инсулина в крови.

Проблему усугубляет прибавка в весе: 80% людей с диабетом второго типа обладают избыточным весом, вплоть до ожирения. Механизм этой связи не до конца ясен. По-видимому, ожирение приводит к выделению клетками печени и жира молекул воспалительного и метаболического стресса, что нарушает действие инсулина и аукается высоким содержанием глюкозы в крови. И тогда дело кончается резистентностью к инсулину.

Эван Макней и Сюзанна де ла Монте считают, что к болезни Альцгеймера приводит нечто подобное. Постоянно высокий уровень инсулина из-за жирной и сладкой пищи, характерной для западной диеты, рано или поздно начинает угнетать мозг, который просто не может всё время находиться в состоянии повышенной готовности. Постепенно (в связи с диабетом второго типа или без этой связи) мозг начинает отказываться реагировать на сигналы инсулина, и тем самым нарушается способность мыслить и формировать воспоминания. Нейронные повреждения накапливаются, и если ничего не предпринимать, то дело заканчивается деменцией.

Судя по последним исследованиям, этот дуэт всё-таки прав или по крайней мере очень близок к истине. Так, Уильям Клейн из Северо-Западного университета (США) обнаружил, что искусственно вызванный диабет приводит к изменениям в мозге кроликов, напоминающим таковые при болезни Альцгеймера. Эван Макней и Сюзанна Крафт из Университета штата Вашингтон (США) в течение года кормили крыс особенно жирной пищей, что привело к неспособности правильно реагировать на инсулин и к диабету. И вновь изменения сопровождались высоким уровнем бета-амилоида в головном мозге и когнитивными нарушениями (например, снижением способности ориентироваться в пространстве).

Проведены исследования и на людях. Мёртвых людях. Стивен Арнольд из Университета Пенсильвании (США) искупал несколько образцов мозга в инсулине. Останки людей, не страдавших болезнью Альцгеймера, запускали каскад химических реакций, указывающих на синаптическую активность. А ткани пациентов с этим недугом реагировали едва заметно, что свидетельствовало о парализации сигнальной системы инсулина.

При этом так и остался непонятным сам механизм накопления бляшек. Возможно, как показало одно из исследований, инсулин и бета-амилоид расщепляются одним и тем же ферментом. При нормальных обстоятельствах этот фермент успешно справляется с обоими, но если инсулина слишком много, то перегруженный работой фермент меньше занимается бета-амилоидом, что приводит к накоплению последнего.

Усугубляет проблему тот факт, что бета-амилоид ослабляет способность нейронов реагировать на инсулин. Тот же г-н Клейн на крысах показал, что белковые бляшки атакуют и разрушают те области синапсов, которые покрыты инсулиновыми рецепторами. Они также предотвращают образование новых рецепторов, в результате чего нейрон приобретает резистентность к инсулину, а это оборачивается снижением когнитивной функции. Хуже того, резистентность к инсулину побуждает клетки производить больше бета-амилоида, формируя порочный круг.

Если при этом мы имеем диабетика с истощённой поджелудочной железой и низким уровнем инсулина, пиши пропало. Г-н Клейн выяснил, что нормальный уровень инсулина защищает клетки мозга от оседания на них бета-амилоида.

Практически все исследователи, посвятившие себя изучению связи между инсулином (диабетом) и болезнью Альцгеймера, подчёркивают, что оставшихся без ответа вопросов ещё очень много. Да и отсутствие инсулина в мозге, скорее всего, можно считать лишь одним из многих триггеров образования бета-амилоидных бляшек. В конце концов, большинство пациентов с болезнью Альцгеймера не имеют полномасштабного сахарного диабета второго типа.

Но это только ещё раз доказывает, что для дегенерации мозга диабет необязателен. В течение месяца по наущению г-жи Крафт группа добровольцев сидела на диете с высоким содержанием насыщенных жиров и сахара, тогда как контрольная группа довольствовалась прямо противоположной пищей. В результате у первых было обнаружено высокое содержание бета-амилоида в спинномозговой жидкости (и инсулина, конечно же). «Нездоровое питание нарушает нормальную реакцию на инсулин в мозге, увеличивая воспалительный и окислительный стресс; в результате ухудшается регулирование амилоида», — рассказывает г-жа Крафт. Когда три фактора объединяются, болезнь Альцгеймера перестаёт быть дурным сном.

Отсюда и выдуманный г-жой Крафт новаторский метод лечения: подавать инсулин в нос, дабы он непосредственно насыщал мозг. Хотя поставленный ею эксперимент был небольшим (всего 104 человека и четыре месяца), результаты оказались многообещающими: улучшился метаболизм глюкозы в мозге, люди набрали больше очков в тестах на память и концентрацию внимания, стали проявлять больше интереса к своим старым увлечениям и лучше заботиться о себе.

Недавно г-жа Крафт получила $7,9 млн от Национальных институтов здоровья США на разработку соответствующего назального спрея. На этот раз в испытаниях примут участие 240 добровольцев.

Есть и другие проекты. Например, г-н Арнольд собирается лечить обладателей болезни Альцгеймера препаратами от диабета: метформином, экзенатидом, лираглутидом и пиоглитазоном.

Но лучше, дорогой читатель, не надеяться на успехи медицины. Умеренное потребление жирной и сладкой пищи (некоторые виды жирных кислот даже могут помочь мозгу поддерживать сигнальную систему инсулина в рабочем состоянии) и регулярная физическая активность — вот ваши друзья отныне и навек. Физкультура, кстати, снижает риск развития болезни Альцгеймера на 40%!

Даже если вы весите под два центнера и уже полгода не видели спинку дивана, не всё потеряно.

Подготовлено по материалам NewScientist.