Альцгеймер в сахаре
Что за болезнь называется диабетом третьего типа
Взаимосвязь болезни Альцгеймера и сахарного диабета в последнее время является предметом самого пристального внимания ученых. В результате сложных патогенных нейрохимических процессов из-за невозможности проникновения инсулина в нейроны головного мозга угасает передача электрического сигнала между нейронами.
Фото: Дмитрий Лебедев, Коммерсантъ
Фото: Дмитрий Лебедев, Коммерсантъ
Проявилось даже новое название болезни Альцгеймера — диабет 3-го типа. С позиции доказательной медицины пока это не выходит за рамки гипотезы. Но на фоне того, что, если не считать 1–2% случаев, связанных со специфическими генетическими мутациями, первопричина болезни Альцгеймера до сих пор неизвестна, ученые во многих странах, в том числе и России, не упускают ни одной возможности ее выяснить.
Диабет номер три
Согласно прошлогодним данным ВОЗ, глобальная распространенность сахарного диабета составляет почти 10% среди лиц в возрасте 20–79 лет. Рост числа диабетиков отмечается во всех странах: по последним данным, численность больных в мире за последнее десятилетие увеличилась более чем вдвое. Примерно та же ситуация и в России. По данным федерального Минздрава, в 2023 году в стране было зафиксировано около 10,5 млн диабетиков, то есть он диагностирован у каждого 15-го россиянина.
Сахарный диабет — сложное заболевание, и науке известны несколько его типов, каждый из которых протекает по-своему. В случае с диабетом 1-го типа снижается доза выделяемого поджелудочной железой инсулина, гормона, способствующего проникновению глюкозы из крови в клетки организма. При диабете 2-го типа клетки организма становятся к нему нечувствительными, из-за чего метаболический обмен замедляется, а уровень сахара в крови растет.
В конце 1990-х и в нулевые годы нашего века было проведено несколько эпидемиологических исследований, которые показали заметную корреляцию между диабетом и болезнью Альцгеймера. Особенно большое впечатление на геронтологов произвело так называемое роттердамское исследование, проведенное учеными голландского Университета имени Эразма Роттердамского (Роттердам) на 6370 пациентах пожилого возраста. Оно явно указывало связь диабета 2-го типа с повышенным риском развития болезни Альцгеймера.
За время наблюдения у 126 пациентов развилась деменция, из которых у 89 развивался диабет, то есть выходило, что сахарный диабет почти в два раза увеличивает риск развития деменции. Пациенты, получавшие инсулин, имели самый высокий риск развития деменции. Из чего роттердамские ученые сделали вывод: риск развития деменции, связанный с диабетом, составляет 8,8%. Это свидетельствует о том, что диабет, возможно, способствовал развитию клинического синдрома у значительной части всех пациентов с деменцией.
Подобные лонгитюдные популяционные когортные исследования, как их называют эпидемиологии, повторили в стокгольмском Каролинском институте (где, между прочим, решают, кому дать очередную Нобелевскую премию по медицине) и еще в ряде стран. Дальше — больше: появились не опосредованные статистические доказательства связи диабета с болезнью Альцгеймера, а прямые — биохимические и молекулярные. Исследуя взаимосвязь между секрецией инсулина в среднем возрасте, метаболизмом глюкозы и последующим развитием деменции, ученые обнаружили низкий уровень инсулиновой реакции на исходном уровне, который был связан с более высоким риском развития болезни Альцгеймера даже после корректировки на возраст, артериальное давление, индекс массы тела, уровень холестерина в сыворотке крови, курение, уровень образования и резистентность к инсулину.
Появлялись новые и новые исследования, и все больше данных указывало на нарушение передачи сигналов инсулина в головном мозге при болезни Альцгеймера. Особенно отличились в этом плане ученые из американского университета Бригама Янга, штат Юта, под руководством профессора Бенджамина Бикмана. Пошли разговоры о «диабете 3-го типа», мол, таковым и является болезнь Альцгеймера.
Углевод против нейрона
Болезнь Альцгеймера, как самая распространенная форма деменции, и без того является глобальной медицинской проблемой, ею, согласно данным ВОЗ, болеют 70% людей со старческим слабоумием, то есть страдает каждый девятый человек (10,8%) в возрасте 65 лет и старше. Сейчас во всем мире живет более 57,4 млн человек с деменцией, ежегодно регистрируется около 10 млн новых случаев. К 2050 году прогнозируется рост численности больных на 204%. При этом диабетиков среди больных деменцией более 40%, и эта цифра меняется в сторону увеличения, что дает основания полагать об определенной связи между двумя заболеваниями, говорят ученые.
«На появление и развитие болезни Альцгеймера влияет множество факторов, но известно, что сахарный диабет является плохим прогностическим фактором для ее развития»,— говорит член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, заместитель директора по научной работе Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН Владимир Митькевич.
В группе риска потенциальных больных, которым грозит деменция из-за диабета, находятся миллионы людей. И чтобы помочь им, российские ученые тоже ведут исследования в поисках доказательства связи болезни Альцгеймера и диабета и путей избавления от таковых. Согласно их выводам, у болезни Альцгеймера и сахарного диабета есть много общих основных механизмов. Им свойственны, например, неспособность организма пропускать глюкозу в клетки (инсулинорезистентность), поражение сосудов изнутри (микроангиопатия), высокая концентрация липидов и жиров в крови (дислипедимия) и, конечно, повышенный хронический уровень сахара в крови (гипергликемия), которую ученые считают очень опасной.
«Гипергликемия оказывает значимое токсическое действие на нейроны, способствуя снижению объема гиппокампа. Гипергликемия приводит к повышенной продукции конечных продуктов гликолиза, активации протеинкиназы С, повышению уровня свободных радикалов, сосудистому воспалению, стимуляции полиолового пути, экспрессии генов инсулиноподобных ростовых факторов и цитокинов, активации тромбоцитов и макрофагов, определяя развитие и прогрессирование диабетических сосудистых осложнений»,— говорит руководитель отдела когнитивных нарушений Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА, врач-невролог, доктор медицинских наук, профессор Анна Боголепова.
«Не менее пагубным влиянием обладает гипогликемия. Длительная гиперинсулинемия сопровождается снижением транспорта глюкозы через гематоэнцефалический барьер, что приводит к снижению уровня глюкозы в мозге и нарушению метаболизма нейронов. Когнитивные нарушения и деменция, связанные с сахарным диабетом, также могут быть опосредованы через сосудистые факторы, включающие прежде всего развитие микроангиопатии»,— продолжает профессор Боголепова.
Головной мозг обеспечивает человеку социализацию за счет работы миллиардов нейронов, обмен информацией между ними занимает тысячную долю секунды. Нервные пути, или, как их принято называть в научном мире, рефлекторные дуги, состоят из воспринимающих (сенсорных, афферентных), ассоциативных (вставочных) и эффекторных (эфферентных) нейронов, через которые проходит электрический импульс. Один нейрон может формировать от десятков до тысяч контактов с другими нейронами в пределах головного мозга. Это могут быть контакты возбуждающие — импульс при прохождении по ним приведет к какому-то новому импульсу, выбросу гормонов, сокращению мышц и др. Но большая часть таких контактов — тормозные, блокирующие избыточные импульсы. Именно это позволяет человеку контролировать свои движения, слова и мысли. Рефлекторные дуги создаются в мозге со временем посредством человеческой привычки к определенным действиям. На элементарном уровне эта система выглядит так.
«Между отростками нейронов формируются специализированные межклеточные контакты — синапсы. Чтобы импульс прошел от предыдущего нейрона в цепи к следующему, из пресинаптической мембраны на конце отростка предыдущего нейрона выделяются нейромедиаторы, которые взаимодействуют с рецепторами на постсинаптической мембране — фрагменте отростка следующего в цепи нейрона»,— поясняет Александра Сентябрева, сотрудник лаборатории нейроморфологии ФГБНУ РНЦ им. академика Б. В. Петровского.
Одним из важных компонентов в синапсах является белок — предшественник амилоида. По предположениям, весь описанный сложный и длительный каскад событий может приводить к усилению синтеза белка — предшественника амилоида, его альтернативном метаболизме и образованию амилоидных бляшек. «Это не причина болезни, а один из промежуточных этапов. Бета-амилоид является одним из основных игроков, задействованных в развитии болезни. Наряду с ним участвует белок тау. Огромную роль играют процессы нейровоспаления. Основными токсическими агентами являются растворимые олигомерные формы бета-амилоида. Критической массы бета амилоида не существует. Уровень его у здоровых людей и пациентов с БА не отличается, если мы говорим о спорадической форме заболевания. Однако у больных БА присутствуют в большем количестве патогенные изоформы бета-амилоида»,— уточняет член-корреспондент РАН Владимир Митькевич.
Словом, нужно поддерживать в головном мозге определенный уровень инсулина, считают ученые. Он принимает участие в процессе транспортировки глюкозы из крови в нейроны, из-за чего повышается их чувствительность к вредным веществам. При снижении его уровня в крови нейропластичность ухудшается, а вместе с ней медленно угасают и когнитивные функции головного мозга, добавляют они, подчеркивая, что инсулин является важным нейромодулятором.
Его рецепторы находятся преимущественно в коре головного мозга и глубокой лимбической системе, отвечающей за эмоциональную память и удовольствия особенно в области гиппокампа, что и определяет участие инсулина в когнитивных функциях. Иными словами, чем ниже инсулинорезистентность и выше уровень сахара в крови, тем быстрее наступит деменция, которая начинается, как правило, незаметно. Среди наиболее ранних нарушений углеводного обмена отмечается снижение толерантности к глюкозе. У больных уменьшается чувствительность рецепторов периферических тканей к инсулину, что способствует повышению продукции последнего и развитию гиперинсулинемии, говорят ученые.
«В мозге при болезни Альцгеймера выявлены изменения, схожие с изменениями в периферических тканях при сахарном диабете, в том числе метаболический стресс и нейровоспаление. Это позволяет предполагать, что болезнь Альцгеймера может быть "диабетом мозга" или "диабетом 3-го типа" в результате как дефицита инсулина, так и резистентности к инсулину в головном мозге»,— говорит профессор Анна Боголепова.
Диета и физкультура
Как предотвратить болезнь Альцгеймера, если известно, что фактором для ее развития являются углеводы? Логично обратиться к врачу при возникновении каких-либо нарушений когнитивных функций. Тут, как говорится, чем раньше, тем лучше. Специфических анализов, которые позволяли бы предсказать развитие болезни Альцгеймера у когнитивно здорового человека, не существует. Даже выполнение позитронно-эмиссионной томографии, позволяющей объективизировать отложения бета-амилоида, в случае положительного ответа не означает, что у больного разовьется деменция, говорят ученые.
Морфологические изменения могут присутствовать в мозге, но появление клинической картины определяется большим количеством факторов. Например, научно доказано, что физические упражнения снижают риск возникновения болезни Альцгеймера. Метаанализ, включавший 16 исследований с более чем 160 тыс. участников, обнаружил снижение риска развития БА на 45% у лиц с высоким уровнем физической активности. В том числе у нас есть факторы защиты, такие как профилактика сердечно-сосудистой патологии и формирование когнитивного резерва. Около 3% всех случаев деменции можно предотвратить за счет повышения уровня физической активности.
«Что же касается определенной диеты, то на сегодняшний день общепризнанной для задержки нейродегенеративных заболеваний является диета MIND (гибрид средиземноморской диеты и диеты для контроля гипертонии DASH), в которой основное внимание уделяется продуктам растительного происхождения и ограниченному потреблению насыщенных жиров. Диета MIND однозначно предусматривает потребление зеленолистных овощей и ягод и не предусматривает высокое потребление фруктов, молочных продуктов, картофеля или рыбы»,— подытоживает Анна Боголепова.
В общем, пока ученые могут предложить только диету и физкультуру, что само по себе полезно. Но не исключено, что рано или поздно именно такой подход — взгляд на болезнь Альцгеймера в необычном ракурсе, как в случае с диабетом,— поможет найти ключ к ее лечению.