Ученые из отдела фармакологии, физиологии и нейронаук университета Южной Каролины предположили, что когнитивные нарушения, которые возникают при сахарном диабете и болезни Альцгеймера, имеют одно и то же происхождение. В недавней статье, опубликованной в Nature Neuroscience, ученые продемонстрировали на животной модели, что причина деменции кроется в резистентности к инсулину гиппокампа — части мозга, ответственной за запоминание и формирование эмоций. На основании этого исследователи предполагают, что восстановление нормальной активности инсулиновых рецепторов в гиппокампе будет приводить к улучшению когнитивных способностей пациентов и с сахарным диабетом 2 типа, и с болезнью Альцгеймера.
Связь между сахарным диабетом и болезнью Альцгеймера
На первый взгляд кажется, что сахарный диабет 2 типа (СД 2 типа) и болезнь Альцгеймера — два совершенно разных заболевания, которые никак не связаны между собой. Однако, это совсем не так. Серьезные факторы риска для пациентов с такой эндокринной патологией — это ожирение, нарушения питания, недостаточная физическая активность, возраст и генетическая предрасположенность, которые могут привести к инсулиновой резистентности. То есть, к такому состоянию, когда в организме инсулина достаточно, но чувствительность рецепторов к нему снижается и, даже увеличив уровень инсулина в крови, трудно достигнуть его стойкого эффекта (иными словами, развивается устойчивость к гормону). Клинические исследования подтверждают, что инсулинорезистентность рецепторов гиппокампа у пациентов с СД 2 типа приводит к сильным когнитивным нарушениям. Ассоциация болезни Альцгеймера подсчитала, что в США у 23 процентов пациентов с диабетом в возрасте старше 65 лет возникает стойкая деменция.
Резистентность гиппокампа к инсулину — одна из возможных причин того, почему у пациентов с СД 2 типа повышен риск болезни Альцгеймера. При этом нельзя сказать, что это происходит напрямую из-за появления амилоида или нейрофибриллярных клубков, с которыми чаще всего связывают болезнь Альцгеймера. В развитии этой патологии играет роль множество структурных и функциональных перестроек: от накопления бляшек до сосудистого повреждения тканей мозга. Подробные механизмы, лежащие в основе этих изменений, до конца не изучены и требуют детального рассмотрения сначала на экспериментальных моделях, а затем и в исследованиях на людях.
Нейровизуализация. Как меняется мозг при сахарном диабете?
Методы визуализации в ряде исследований помогли ученым убедиться в том, что резистентность гиппокампа к инсулину и СД2 типа имеют специфические проявления на МРТ. На снимках уменьшается объем серого и белого вещества головного мозга, височная и фронтальная кора атрофируются. Сахарный диабет делает пациентов предрасположенными к сосудистым заболеваниям, поэтому на МРТ видны лакунарные инфаркты (небольшие по размерам, до 15 мм в диаметре), которые говорят о повреждениях на уровне мельчайших сосудов головного мозга. В последнее десятилетие функциональные и структурные изменения на уровне клеток головного мозга, выявляемые с помощью функциональной и диффузионной МРТ, стали маркерами когнитивных нарушений.
Животные модели в изучении когнитивных нарушений и СД 2 типа
Существует несколько животных моделей, на которых удобно изучать СД 2 типа. Например, грызуны с мутантным геном, кодирующим лептин. Гормон лептин регулирует запасание жира в организме и, также как и инсулин, влияет на способность нейронов и нейронных сетей гиппокампа изменять поведение в ответ на новую информацию. Также как и у мышей, которых посадили на усиленную жировую диету, у них быстрее развивается сахарный диабет и все сопутствующие изменения органов. Нарушения деятельности инсулиновых рецепторов в гиппокампе при сахарном диабете приводили к тому, что грызуны хуже обучались и запоминали новую информацию. А для того, чтобы это проверить, грызунам ставили задачу выбраться из водного лабиринта и пройти тест на узнавание объектов. Интересный факт: уменьшение сигналов инсулиновых рецепторов в гиппокампе приводило не только к ухудшению памяти, но и к повышению тревожности и развитию депрессии у мышей с СД 2 типа.
Исследования показывают, что в этих животных моделях СД 2 типа увеличивается фосфорилирование тау-белка в гиппокампе, что дальше запускает болезнь Альцгеймера по ее типичному сценарию развития. Ухудшения сигналов от инсулиновых рецепторов гиппокампа как при болезни Альцгеймера, так и при СД 2 типа приводит к когнитивным нарушениям у животных.
Перспективы в борьбе с таким типом деменции
Ряд исследований на животных и человеке, проводящихся в данный момент, подает большие надежды на то, что активность инсулиновых рецепторов в гиппокампе при СД 2 типа и болезни Альцгеймера можно увеличить, вводя инсулин через нос. В отличие от внутримышечных уколов, поступление инсулина через нос обеспечивает его прямое попадание в мозг.
В рандомизированном двойном слепом плацебоконтролируемом исследовании одна группа пациентов с ранними признаками болезни Альцгеймера получала плацебо, вторая — по 10 единиц инсулина в день через нос, а третья — по 20 единиц инсулина в день тоже через нос. В итоге у последней группы пациентов оказались самые лучшие результаты в тестах на запоминание. Подобное исследование сейчас ведется и на пациентах с СД 2 типа, однако, результаты его пока не опубликованы. Таким образом, введение инсулина через нос может стать инновационным терапевтическим подходом к лечению деменции у пациентов с СД 2 типа и ,возможно, с болезнью Альцгеймера.