Нейрообзор: что общего у болезни Альцгеймера и сахарного диабета?

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 90.

Возможно, то, что заболеваемость этими недугами каждый год стремительно растет, а возможно – то, что в 2015 году каждое из них унесло по полтора миллиона человеческих жизней. Но согласно обзору,опубликованному в Nature, есть еще одна более общая, чем остальные, черта: оба этих заболевания – формы инсулинорезистентности.

Слева — здоровый мозг, справа — мозг пациента с болезнью Альцгеймера


Это подтверждает и то наблюдение, что у людей с сахарным диабетом риск заболеть болезнью Альцгеймера в два раза выше, хотя, казалось бы, никакой связи между бета-амилоидом или тау-белком с инсулином не прослеживается. Однако, множество исследований говорят об обратном.

У людей с сахарным диабетом наблюдается ослабление когнитивных функций. Нарушение передачи сигнала с помощью инсулина приводит к смерти нейронов. Тау-белок, который в гиперфосфорилированном состоянии слипается в бляшки, приходит в это состояние сильнее на фоне любого из типов сахарного диабета, и чем выраженнее этот процесс – тем сильнее ухудшаются способности к обучению и запоминанию.

И запустилось «колесо»

Все это свидетельствует о том, что метаболизм глюкозы и инсулиновый сигналинг крайне важны для нормального функционирования мозга. У пациентов с болезнью Альцгеймера метаболизм глюкозы в мозге сильно снижен (в частности, в гиппокампе) несмотря на высокие уровни инсулина в плазме крови. А между тем, гипергликемия не несет ничего хорошего вопреки распространенному мнению о том, что «сладкое для мозга полезно».

К примеру, когда содержание неутилизированного сахара повышается, усиливается окислительный стресс, который поражает митохондрии нейронов и их мембраны, вызывая смерть нервных клеток и нейровоспаление – верный признак болезни Альцгеймера. При гипергликемии в мозге образуется множество патологических молекул – продуктов неферментативных необратимых реакций глюкозы с белками, липидами и нуклеиновыми кислотами.

Накопление гликированных (объединенных с глюкозой) макромолекул наблюдается и в норме – при старении организма, и даже составляет одну из его основ. Усиливается образование амилоидных бляшек внутри нейронов, что активизирует продукцию нейротоксинов и воспалительных цитокинов микроглией, и это оказывает эффекты не только локально: С-реактивный белок и интерлейкин-6 в этой ситуации попадают в кровоток, вызывая системную воспалительную реакцию. Все это закрепляется клиническими исследованиями, в которых простейшие противовоспалительные препараты вроде ибупрофена значительно снижали риск развития болезни Альцгеймера.

А возникают эти процессы из-за инсулинорезистентности: постоянно повышенный уровень инсулина в крови приводит к снижению плотности его рецепторов на тканях, в том числе и в мозге. Поэтому избыток глюкозы не способен своевременно утилизироваться. Это порождает продукцию еще большего количества инсулина, из-за чего количество рецепторов все сильнее снижается. Почему так происходит? Все просто: это своего рода предохранитель, который помогает клеткам не перегрузиться глюкозой.

В свою очередь, хроническая гипергликемия приводит к снижению мозгового кровотока, повышению вязкости крови, уменьшает фибринолитическую активность и способствует агрегации форменных элементов крови, что приводит к печальным последствиям, среди которых первое место занимает инсульт.

Молекулярные механизмы повреждения

— Митохондрии. Оксидативный стресс, возникающий в результате автоокисления глюкозы, поражает многие макромолекулы, но в особенности это отражается на митохондриях. Их мембраны подвергаются перекисному окислению, что серьезно нарушает выработку АТФ и энергетический баланс клетки, а после этого повреждается ее наследственный аппарат. Более того, наследственные дефекты в митохондриальной ДНК ассоциированы с самим возникновением сахарного диабета.

— Кальций. Избыток может вызывать нарушение работы ионных каналов, активировать кальций-зависимые ферменты (киназы, фосфатазы, фосфорилазы и некоторые лизосомальные ферменты), которые, в свою очередь, начинают активировать или ингибировать другие белки, в том числе и сигнальные. Кальций-активируемый фермент – трансглутаминаза –  инициирует образование агрегатов тау-белка, а нарушение процессов внутриклеточной передачи информации в лучшем случае приведет к смерти нейрона, в худшем – к нарушению взаимодействия с микроокружением.

— Лептин. Что уж совсем неожиданно, так это присутствие на нейронах рецепторов к гормону, вырабатываемому жировой тканью. Он подавляет аппетит на центральном уровне и повышает чувствительность тканей к инсулину. Как было показано, сигналы от этого гормона связаны с поведением, когнитивными способностями и ранним развитием дисфункций. При экспериментальном моделировании сахарного диабета уровень этого пептида значительно снижен.

— Ацетилхолин. Пока не вполне ясно, каким образом, но инсулинорезистентность и гипергликемия повышают уровни ацетилхолинэстеразы и псевдохолинэстеразы. Эти ферменты разрушают ацетилхолин – один из важнейших нейромедиаторов не только в центральной, но и в периферической нервной системе. Благодаря этому взаимодействие между нейронами нарушается. Этот процесс настолько важен, что до сих пор препараты первой линии при болезни Альцгеймера – ингибиторы холинэстеразы.

Несмотря на то, что связь сахарного диабета и болезни Альцгеймера уже не rocket science, внимание к этой проблеме не ослабевает. Напротив, каждые последующие работы выявляют все новые и новые глубинные механизмы этой связи для того, чтобы не только увеличить продолжительность жизни (в чем человечество уже успешно продвинулось), но и улучшить ее качество. Ведь вместе с продолжительностью жизни растет и заболеваемость сахарным диабетом: за последние 35 лет она увеличилась в 4 раза.

Текст: Дарья Тюльганова

How does diabetes accelerate Alzheimer disease pathology? By Catrina Sims-Robinson, Bhumsoo Kim, Andrew Rosko & Eva L. Feldman in Nature Reviews Neurology volume 6, pages 551–559 (2010)

doi:10.1038/nrneurol.2010.130

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Мигрень и беременность: как распознать опасность?

Как относиться к головной боли во время беременности? Наверняка об этом задумывалась каждая будущая мама, стакивающаяся с такой проблемой. А, согласно статистике, с ней сталкиваются около 1/4-1/5 всех женщин. И если в одних случаях можно расслабиться и особо не беспокоиться, то в других боль может стать тревожным звонком.


О том, какие это случаи, когда пренебрегать головной болью нельзя и что можно делать в качестве помощи, а что – нежелательно, рассказала Елена Филатова, профессор кафедры нервных болезней Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, на IV международной конференции «Лечение головной боли: 100 лет открытий и новые горизонты», проходившей в марте в Москве.

Из всех неврологических заболеваний мигрень занимает первое место среди всех причин нетрудоспособности и «гордо» входит в тройку лидеров по распространённости. Более того, как показывает мировая статистика, около 75-80 процентов людей хоть раз в своей жизни испытали один мигренозный приступ. Если же говорить о гендерных различиях, то женщины по встречаемости здесь «лидируют» с почти разгромным счетом: 1:5 против 1:15. И увы, этот тот случай, когда лидерство идет не на пользу.

Мигрень – это такой недуг, который, проявившись единожды, чаще в подростковом или юношеском возрасте, будет сопровождать человека всю жизнь. На частоту приступов сильно влияют стрессы, ненормированный рабочий график, недосып, нарушения питания, лишний вес и прочие факторы риска, которые можно обнаружить в описании многих групп патологий, особенно сердечно-сосудистых. Понятное дело, что беременность со всей ее тотальной гормональной перестройкой в этом случае «незамеченной» не пройдет.

По словам Елены Глебовны, патологическое течение беременности у женщин, в анамнезе страдающих мигренью – явление, к сожалению, нередкое. Поэтому любая головная боль, возникшая в любой из триместров, требует внимания.

Прежде всего, нужно понять, какой из трех возможных сценариев имеет место быть: 1) либо это обычные и «свои родные», привычные головные боли (первичные, когда они – единственный симптом); 2) либо когда до беременности болей не было, а тут вдруг появились и сильные; 3) либо помимо привычных и первичных головных болей появляются еще какие-то необычные, более интенсивные, новые по качеству и совмещенные с какими-то иными симптомами.

Если речь идет о первом сценарии, то поводов для беспокойства нет. А вот если имеют место второй и третий – к врачу нужно обратиться непременно для обследования и уточнения диагноза.

Не повод для беспокойства

При нормальном течении беременности к началу второго триместра беременности головные боли, как правило, проходят, потому что уровень эстрогена повышается в 6 раз, стабилизируется и далее практически не колеблется до самых родов. Поэтому в случае мигрени без ауры (специфические сенсорные ощущения, проявляющиеся перед приступом в виде зрительных образов или запахов) в 66,9 процентах случаев наступает улучшение или ремиссия, а у 25 процентов женщин состояние стабилизируется.

Если же будущие мамы страдали мигренью с аурой, то у них улучшение будет наблюдаться в 68,4 процентах случаев, а в 23,4 процентах наступит стабильность. Но при такой мигрени бывает и наоборот: в 8,4 процентах головная боль прогрессирует, а еще в 10-14 процентах во время беременности вообще дебютирует (то самое «вдруг появились»).  Главное – понять, что это именно мигрень, а не что-то другое, и это сделает корректнее всего только врач.

Спикер отмечает, что для многих женщин, у которых приступы мигрени случались довольно часто, беременность становится счастливейшим временем исцеления от изнуряющих болей, временем улучшения трудоспособности и усиления творческой активности. Однако, как только наступают роды, приступы в 3,7 процентах случаев возвращаются обратно уже через 72 часа, а в 55 процентах – через месяц. Стоит сказать, что грудное вскармливание возобновление мигрени приостанавливает.

Почему так получается? Опять же из-за смены гормонального баланса. Уровень эстрогенов в послеродовом периоде резко падает, плюс к этому добавляется множество провокаторов приступа: стрессы, обезвоживание, недосып, усталость и нерегулярное питание.

Стоит насторожиться

Тем не менее очень важно уметь отличать первичные головные боли (например, свою мигрень) от так называемых вторичных головных болей, которые при беременности встречаются в 14-52 процентах случаев – даже больше, чем в среднем по популяции.

В первую очередь, как говорит Елена Глебовна, нужно понимать, что беременность сама по себе – фактор риска вторичной боли, так как гормональные сдвиги могут привести к нарушению обменных процессов и нестабильности в системе свертывания крови. В более чем половине случаев в этой боли «виновато» повышение давления, которое может быть следствием как грозного осложнения беременности – преэклампсии, так и специфических патологий сосудов (например, синдром обратимой церебральной вазоконстрикции).

Разных «красных флажков», выработанных специалистами и говорящих о серьезности головной боли будущей мамы, больше 16, но особое внимание нужно обратить на те боли, которые имеют иной характер, появляются при смене положения тела, будят беременную ночью и усиливаются при нагрузках, сопровождаются температурой и повышенным артериальным давлением. Если женщина у себя отмечает хотя бы несколько «флажков», ей следует быстрее обращаться к доктору.

Лечащему врачу, ведущему женщину, нужно помнить, что самыми частыми причинами таких состояний становятся (пре)эклампсия, тромбоз церебральных вен, идиопатическая (возникшая без видимой причины) интракраниальная гипертензия, синдром обратимой церебральной вазоконстрикции, либо даже такие острые состояния, как ишемический инсульт или субарахноидальное кровоизлияние. В эту группу частых причин также попадает аденома гипофиза.

Наиболее нежелательное явление – (пре)эклампсия, которая проявляется головной болью у 2/3 пациенток. Она очень напоминает мигрень – двухсторонняя, пульсирующая, усиливающаяся при физическом напряжении. Но влечет за собой гораздо более серьезные последствия, иногда заканчивающиеся смертью либо плода, либо матери. Поэтому, чтобы ее не пропустить, каждую беременную, находящуюся на сроке более 20 недель и страдающую от болей в голове, нужно целенаправленно обследовать.

Но помнить нужно и о возможности ОНМК (острого нарушения мозгового кровообращения), так как сохранение активной мигрени при беременности повышает вероятность его возникновения в 15-17 раз. А в раннем послеродовом периоде он встречается в 34,2 случаях на каждые 100 000 родов.

Как будем ликвидировать?

Нет сомнений, что головную боль нужно лечить. Но с лечением тоже не все так однозначно, поскольку абсолютно безопасных препаратов не существует. Поэтому лучше обратить внимание на нелекарственные методы избавления от боли, а в случае острой необходимости воспользоваться таблетками взять самую маленькую эффективную дозу и принимать их как можно реже.

Но если не таблетки, то что? Елена Глебовна отвечает и на этот вопрос. Во-первых, нужно стараться избегать провокаторов – высыпаться, полноценно питаться и не нервничать. Во-вторых, прекрасно помогают поведенческая терапия, йога и биологическая обратная связь. Ну и, в-третьих, желательно пройти скрининг на синдром апноэ сна, и если он выявлен – лечить.

Если же речь идет о грудном вскармливании, то здесь рекомендуется принять лекарство сразу после кормления и после этого в течение четырех часов сцеживать все молоко, чтобы препарат не попал в организм ребенка.

За конкретными же препаратами обязательно нужно обращаться к лечащему врачу, чтобы он, зная все побочные эффекты и возможные последствия, индивидуально посоветовал каждой женщине то средство и в той дозировке, которые ей подойдут.


Текст: Анна Хоружая

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Для мозга и иммунитета полезнее горький шоколад

Представители Университета Лома Линда обосновали, почему шоколад полезен для мозга. Причем, не только для него. Ученые в двух работах, представленных на ежегодном собрании Американского общества биохимии и молекулярной биологии в Сан-Диего, рассказали, что горький шоколад с содержанием какао более 70 процентов благотворно влияет на иммунную систему, снижает уровни провоспалительных агентов в крови, снимает стресс и способствует нейропластичности.

Сredit: Stockvault.net


Одну из работа посвятили экспериментальному доказательству гипотезы о том, что горький шоколад стимулирует выработку противовоспалительных цитокинов иммунными клетками человека. Исследователи сфокусировали внимание на экспрессии генов про- и антивоспалительных агентов, изучая дендритные клетки (выполняют функцию «разведки» и антигенпрезентации) и лимфоциты человека.

Оказалось, что флавоноиды, содержащиеся в какао-продуктах, регулируют многие внутриклеточные сигнальные пути, вовлеченные в активацию Т-клеток и клеточный иммунный ответ. И чем флавоноидов больше (то есть чем выше содержание какао в шоколаде), тем сильнее реакция иммунной системы на патогены.

Пластичность мозга и функциональную связность зон проверяли с помощью многоканальной ЭЭГ во второй работе. Ученые обнаружили, что после употребления шоколада возрастал показатель, называемый спектральной плотностью мощности сигнала ЭЭГ (EEG spectral power density), при «острой» фиксации данных (через 30 минут после того, как доброволец съедал 48 г горького 70%-го шоколада) и держался после более продолжительного времени снятия показателей (120 минут).

Помимо этого, доказали, что та же доза того же шоколада способна модулировать частоты активности коры головного мозга в диапазоне 0-40 Гц, и особенно интересна здесь гамма-частота (25-40 Гц), характеризующая синхронность работы нейронов, процессы обучения и памяти, обработку информации. Выводы показывают, что шоколад с высоким содержанием какао усиливает нейропластичность и ускоряет когнитивные процессы.

Исследователи отмечают, что для того, чтобы их результаты имели большую статистическую силу, нужно более крупные популяционные исследования. Пока же они изучают механизмы, которые могут быть вовлечены в связи разных концентраций какао с функциями мозга и иммунитета.


Текст: Анна Хоружая

Источник: Loma Linda University Health

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Пособие по трепанации 1930-х годов

Credit: Science Museum, London


Этот экспонат из музея науки в Лондоне создан в начале 1930-х годов. Череп принадлежал жителю Канарских островов, а после смерти стал учебным пособием: доктор Т. Уилсон Парри сделал ему все основные типы трепанации и подписал их.

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Картинка дня: селфи Рамон-и-Кахаля

Credit: SANTIAGO RAMÓN Y CAJAL


Мы прекрасно знаем великого (по мнению некоторых — величайшего) нейробиолога Сантьяго Рамон-и-Кахаля. Хорошо знаем его рисунки, мы много раз их публиковали — вот, например, глиальные клетки ребёнка, вот — продолговатый мозг, а вот — танец трёх клеток.

Однако мало кто знает, что вот этот вот известный портрет молодого Кахаля, созданный в 1876 году, это тоже работа великого мастера. Да-да, это — автопортрет, или, как сейчас принято говорить, — селфи. Талантливый человек талантлив во всём!

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.