От тела к мозгу. Как нарушения метаболизма становятся причиной депрессии, биполярного расстройства, СДВГ, ПТСР и других заболеваний - Кристофер М. Палмер

В другом исследовании изучались эндотелиальные клетки человека (клетки, выстилающие артерии), чтобы выяснить, влияет ли высокий уровень глюкозы на их митохондриальную функцию. Было обнаружено, что влияет. Хотя это никак не отразилось на базовом уровне выработки энергии, под воздействием стресса у клеток, к которым поступала кровь с повышенным уровнем глюкозы, снижалась способность вырабатывать дополнительную энергию. И снова парадокс. Избыточная глюкоза – то есть избыточное топливо – приводила к снижению уровня АТФ [11].

Еще одно исследование проводилось на 20 пациентах с диабетом с целью выяснить, как высокий уровень глюкозы в крови влияет на их настроение и работу мозга [12]. Для искусственного контроля уровня глюкозы использовалась специальная методика, и все люди поочередно подвергались воздействию как нормального, так и высокого уровня глюкозы. Высокий привел к ухудшению скорости обработки информации, памяти и внимания, а также к снижению уровня энергии, более высокому уровню грусти и тревожности. Таким образом, согласно этому исследованию, когда люди с инсулинорезистентностью заедают стресс, это может вызывать у них чувство грусти и тревоги, наряду с когнитивными нарушениями.

Наконец, был проведен метаанализ 46 исследований, включавших в общей сложности более 98 000 участников, которые еще не страдали диабетом, с целью понять, связан ли повышенный уровень глюкозы в крови с дополнительным риском изменений в мозге, вызывающих развитие болезни Альцгеймера. Оказалось, что высокий уровень глюкозы действительно увеличивает риск накопления амилоида и уменьшения размера мозга [13].

Может ли повышенный уровень глюкозы в крови объяснять более высокий уровень депрессии и болезни Альцгеймера у людей с диабетом? Все эти исследования показывают, что глюкоза способна играть тут определенную роль.

Но подождите… перед нами же очередная петля обратной связи! Оказывается, митохондрии непосредственно участвуют в контроле уровня глюкозы. Исследование, опубликованное в журнале Cell, показало, что митохондрии в клетках вентромедиального ядра гипоталамуса (ВЯГ), области мозга, которая, как известно, регулирует уровень глюкозы во всем организме, играют решающую роль в этой регуляции [14]. Их взаимодействие друг с другом и уровень РФК напрямую контролируют уровень глюкозы во всем организме. Таким образом, если эти митохондрии не работают нормально, будет нарушена регуляция глюкозы в крови. Это, в свою очередь, может привести к печали и тревожности, а также повысить риск развития болезни Альцгеймера.

Ожирение

Ожирение – сложная тема. Большинство думает, что все дело в переедании – мол, люди потребляют больше калорий, чем тратят. Вместе с тем в этом уравнении две переменные. Иногда люди действительно слишком много едят, однако у некоторых проблема связана со сжиганием калорий: сколько бы они ни ограничивали себя в пище, им никак не удается похудеть. Так что лучше поставить вопрос иначе: почему люди, страдающие ожирением, накапливают так много жира и/или не сжигают его? Реальность такова, что почти каждый человек иногда переедает. Например, на Новый год. Худые люди могут наесться до отвала и весь следующий день испытывать чувство сытости, в результате чего будут есть меньше. Или же их обмен веществ ускорится, чтобы избавиться от лишних калорий. Как бы то ни было, они остаются худыми. У людей с избыточным весом такого не происходит. Более того, иногда, когда страдающие ожирением худеют, их обмен веществ резко замедляется. Организм словно препятствует их попыткам похудеть.

Это все довольно сложные темы, и я не собираюсь сейчас на них задерживаться. Вместо этого я хочу подчеркнуть, что ожирение действительно играет важную роль в обмене веществ и работе митохондрий, и наоборот. Все это, в свою очередь, связано с психическим здоровьем.

Я уже упоминал, что существуют нейронные контуры, которые связаны как с тревогой, депрессией и сном, так и с аппетитом и пищевым поведением. Что произойдет в случае повышенной возбудимости этих нейронных контуров? Человек будет подавленным, тревожным, он будет чувствовать себя неоправданно одиноким, плохо спать и переедать. Знаете ли вы таких людей? Могу сказать, что за годы работы в психиатрии я повидал их немало.

И ожирение, и психические расстройства связаны с митохондриальной дисфункцией. Обе проблемы могут друг друга усугублять. Психические расстройства способны привести к еще большему набору веса. Ожирение, в свою очередь, может усилить депрессию, тревогу и биполярное расстройство. В одном исследовании приняли участие пациенты с биполярным расстройством, часть которых страдала от ожирения, и в результате у пациентов с ожирением наблюдалось больше депрессивных эпизодов, чем у худых [15]. Ожирение само по себе играло определенную роль в их аффективных симптомах.

Понять, почему это происходит, поможет инсулин. Я уже рассказывал о связи между инсулином, митохондриальной функцией и работой мозга. У людей с ожирением, как правило, наблюдается инсулинорезистентность клеток всего организма, в том числе в мозге. Группа исследователей решила выяснить, имеет ли место при этом митохондриальная дисфункция. Как и следовало ожидать, ученые обнаружили признаки нарушения функций митохондрий как в мозге, так и в печени у крыс с инсулинорезистентностью [16].

Между тем инсулинорезистентность живет своей собственной жизнью. Поджелудочная железа реагирует на нее, вырабатывая больше инсулина. Если его не хватает, то она посылает больше. Проблема в том, что повышенный уровень инсулина только усугубляет существующую инсулинорезистентность. Он провоцирует голод и увеличение веса. А одна из проблем с постоянным повышением уровня инсулина заключается в том, что инсулинорезистентность сама по себе подавляет биогенез митохондрий, усугубляя метаболическую проблему [17].

⇨ В мозге инсулин играет непосредственную роль в реакции митохондрий на стресс. Когда инсулиновые сигналы передаются нормально, митохондрии эффективно реагируют на эмоциональное перенапряжение.

Один из способов вызвать стресс митохондрий у мышей – кормить их рационом с высоким содержанием жиров, что обычно приводит к ожирению. Исследователи изучали мышей с инсулинорезистентностью, которым давали такой рацион, и обнаружили нарушение реакции митохондрий на стресс [18]. Когда они ввели мышам интраназально инсулин, митохондрии снова стали реагировать нормально, и, что любопытно, мыши стали набирать меньше веса. Таким образом, стимуляция нормальной работы митохондрий помогла мышам более эффективно справляться с негативными последствиями высокожирного рациона.

Другая исследовательская группа так же изучала роль митохондрий в клетках мозга мышей, получавших высокожирный рацион [19]. Они обнаружили, что микроглиальные клетки вызывали воспаление мозга в ответ на такое питание. Причем происходило это еще до того, как мыши успевали набрать вес. Когда исследователи попытались выяснить, что является движущей силой изменений в микроглиальных клетках, они обнаружили, что все дело в митохондриях. Наблюдалось увеличение специфического митохондриального белка, UCP2, который вызывал изменения в динамике митохондрий (движение, слияние и деление). Когда исследователи удалили этот белок, воспаление в мозге у мышей проходило, и, что удивительно, у них не развивалось ожирение, хотя они продолжали