От тела к мозгу. Как нарушения метаболизма становятся причиной депрессии, биполярного расстройства, СДВГ, ПТСР и других заболеваний - Кристофер М. Палмер
Возможно, самое прямое и потрясающее доказательство роли митохондрий в депрессии получено в ходе эксперимента, проведенного на крысах [25]. Исследователи выделили крыс с высоким уровнем тревожности и поведением, типичным для депрессии, а затем изучили у них определенную область мозга под названием «прилежащее ядро», чтобы понять, имеются ли у них какие-либо различия в работе митохондрий или клеточном развитии. Различия были успешно найдены. У крыс с тревожностью и депрессией было меньше митохондрий на клетку, они иначе использовали кислород для превращения энергии в АТФ и по-другому взаимодействовали с эндоплазматическим ретикулумом (ЭР), другой клеточной органеллой. Сами нейроны также выглядели по-другому. Продолжив изучение, исследователи обнаружили, что в митохондриях этих крыс наблюдается более низкий уровень митофузина-2 (MFN2), белка на мембранах митохондрий, принимающего непосредственное участие в процессе слияния органелл между собой и с ЭР. А вот и самое потрясающее. После того как ученые ввели крысам с тревогой/депрессией вирусный вектор, который значительно повысил уровень MFN2, все сразу поменялось. Митохондрии вернулись к нормальной работе, нейроны вернулись к нормальному виду, а от тревоги и депрессии не осталось и следа. Это убедительно свидетельствует о причинной роли митохондрий в депрессии и тревоге… по крайней мере, у крыс.
Некоторые из симптомов депрессии попадают в категорию недостаточно активных функций или неэффективного обмена веществ. Проблемы со сном, энергией, мотивацией и концентрацией, вероятно, связаны со снижением функции клеток мозга. Эта усталость почти наверняка распространяется на мышцы всего тела, особенно если учесть, что там тоже была обнаружена митохондриальная дисфункция. В некоторых случаях люди описывают «свинцовый паралич» – ситуацию, когда им кажется, будто их руки и ноги сделаны из свинца и ими трудно даже пошевелить. Это может объясняться митохондриальной дисфункцией в мышцах. При недостатке энергии человеку трудно ими управлять.
Кататония является крайним вариантом метаболической недостаточности – люди могут казаться парализованными из-за болезни и испытывать серьезные трудности с передвижением и речью.БИПОЛЯРНОЕ РАССТРОЙСТВО
Прямые доказательства метаболических нарушений при биполярном расстройстве (и шизофрении) были получены в 1956 году, когда ученые отметили нарушения в метаболизме лактата у пациентов [26]. Существует множество исследований, документирующих митохондриальную дисфункцию при биполярном расстройстве, результаты которых схожи с тем, что было обнаружено у пациентов с депрессией. Однако возникает важный вопрос: чем депрессия отличается от мании? Любой, кто видел людей в этих двух состояниях, знает, что разница огромная.
В 2018 году была опубликована обзорная статья «Модель митохондриальной основы биполярного расстройства», в которой предполагалось, что депрессивные состояния являются энергодефицитными, а маниакальные связаны с повышенной выработкой энергии в мозге [27]. Ученые привели несколько исследований, показывающих, что маниакальные состояния связаны с повышенной утилизацией глюкозы и лактата в мозге, что свидетельствует об избыточной выработке энергии митохондриями. Кроме того, было обнаружено, что в маниакальных состояниях увеличивается уровень двух нейромедиаторов – глутамата и дофамина, что указывает на повышенную активность этих нейронов. Таким образом, маниакальные состояния, похоже, являются одной из немногих уникальных ситуаций, когда митохондрии, по крайней мере в некоторых клетках мозга, производят больше энергии, чем обычно. Хотя это и удивительно, в данном случае мы также имеем дело с митохондриальной дисфункцией или дисрегуляцией. Митохондрии должны замедлять свою работу в определенное время, например ночью, чтобы человек мог выспаться. Различным клеткам мозга необходимо в определенные моменты отключаться, подобно тому как останавливаются машины на светофоре. В маниакальном состоянии митохондрии слишком активно вырабатывают энергию, в результате чего клетки продолжают «ехать на красный свет». Они не уступают дорогу, не замедляются, когда это нужно. Многие области мозга при этом выглядят гиперактивными.
Этой модели есть еще несколько подтверждений [28]. Так, было установлено, что у пациентов с биполярным расстройством наблюдается повышенный уровень кальция, особенно в маниакальном состоянии, что идеально вписывается в представленный мной ранее механизм повышенной возбудимости. Более того, исследователи подтвердили изменения степени возбудимости нейронов у пациентов с биполярным расстройством. Если вы когда-либо видели человека с депрессией или манией, то для вас это должно быть абсолютно логично. У людей с манией явно слишком много энергии. У людей с депрессией ее явно недостаточно. Удивительно, что это было обнаружено на клеточном уровне. У пациентов с биполярным расстройством, после того как маниакальный эпизод проходит, митохондриальная дисфункция сохраняется, просто она приводит к недостаточной выработке энергии. Одна группа исследователей недавно выявила митохондриальный биомаркер в клетках крови, показывающий значительное снижение количества митохондрий как в маниакальном, так и в депрессивном состоянии, который нормализуется, когда к людям возвращается хорошее самочувствие [29]. Следовательно, во время болезни биогенез митохондрий или митофагия по какой-то причине могут нарушаться по всему организму, а не только в мозге.
Во время маниакальных эпизодов одной из самых больших опасностей, связанных с избытком энергии, является ее воздействие на клетки с повышенной возбудимостью. Это клетки с поврежденными митохондриями, недостаточным их количеством или структурными повреждениями в результате неэффективного обслуживания. Кратковременного прилива энергии во время маниакальной фазы недостаточно, чтобы исправить давние проблемы, связанные с митохондриальной дисфункцией. Клетка не успевает восстановиться, однако этой энергии хватает, чтобы привести к таким серьезным проблемам, как психотические симптомы, тревожность и возбуждение. Проще всего это объяснить с помощью нашей автомобильной аналогии. Если автомобиль находится в плохом состоянии, со спущенными и неправильно расположенными шинами из-за плохого технического обслуживания, то увеличивать подачу бензина – не самое лучшее решение.
ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОЕ СТРЕССОВОЕ РАССТРОЙСТВО
ПТСР можно рассматривать как проявление повышенной возбудимости системы, отвечающей за реакцию на травму. Эта система в норме призвана генерировать нормальный ответ на события, ставящие жизнь организма под угрозу, однако при ПТСР она активируется, когда не нужно, либо не выключается, когда нужно. У некоторых, судя по всему, эта система имеет заниженный порог срабатывания. Так, у многих людей, переживших травму, имеются четко определенные триггеры, которые вызывают симптомы. Это могут быть определенные места, запахи, слова или даже мысли.
Как правило, при этом затрагиваются две области мозга – миндалевидное тело и медиальная префронтальная кора (МПФК). Миндалевидное тело запускает реакцию страха, и было обнаружено, что при ПТСР МПФК находится в перевозбужденном состоянии. МПФК – это область мозга, которая отвечает за торможение миндалевидного
