Диабет 2 типа – ранняя стадия болезни Альцгеймера?
На основании недавно полученных данных ученые пришли к выводу, что диагноз «сахарный диабет 2 типа» может означать, что человек уже находится на пути к болезни Альцгеймера. Однако есть хорошие новости: ассоциированные с диабетом нарушения памяти можно вылечить, по крайней мере, у крыс.
По словам доцента из государственного университета Нью-Йорка Эвана Макнея (Ewan McNay), возможно, препараты для лечения болезни Альцгеймера можно использовать для предотвращения развития нарушений познавательной функции на стадии сахарного диабета.
Болезнь Альцгеймера только в 2011 году стоила США около 130 миллиардов долларов. Одним из основных факторов риска развития этого заболевания является наличие в анамнезе сахарного диабета 2 типа. При этом типе диабета клетки печени, а также мышечной и жировой ткани перестают должным образом реагировать на повышение концентрации в крови инсулина – гормона, сигнализирующего клеткам о необходимости абсорбировать содержащуюся в крови глюкозу. Как правило, причиной развития этого заболевания является употребление избыточного количества углеводистой и богатой жирами пищи, вызывающее резкие скачки уровня инсулина в крови, что приводит к снижению чувствительности клеток к этому гормону. Помимо развития ожирения, резистентность к инсулину может приводить к нарушениям познавательной функции, таким как утрата памяти и спутанность сознания.
В 2005 году исследователи университета Брауна, Род-Айленд, работающие под руководством Сюзанны де ла Монте (Susanne de la Monte), установили механизм, связывающий диабет 2 типа с повышенным риском развития болезни Альцгеймера. Оказалось, что при этом типе слабоумия гиппокамп – регион мозга, вовлеченный в процессы обучения и запоминания, – утрачивает чувствительность к инсулину.
Содержание животных на рационе, вызывающем развитие сахарного диабета 2 типа, приводит к появлению в их мозге нерастворимых агрегатов белка бета-амилоида, считающихся «визитной карточкой» болезни Альцгеймера. Кроме того, давно известно, что инсулин играет ключевую роль в процессах памяти. Сопоставление этих фактов указывает на то, что болезнь Альцгеймера по сути является своего рода диабетом мозга.
Несмотря на то, что специалисты еще не пришли к однозначному консенсусу по причинам, вызывающим болезнь Альцгеймера, общеизвестно, что это заболевание сопровождается формированием в мозге бета-амилоидных бляшек. В последнее время все больше доказательств получает гипотеза, согласно которой причиной появления симптомов болезни Альцгеймера являются не сами бляшки, а их предшественники – мелкие растворимые агрегаты бета-амилоида, известные как олигомеры. Возможно, появление нерастворимых бляшек является результатом предпринимаемых организмом попыток изолировать токсичные олигомеры.
С целью изучения потенциальной роли бета-амилоида в развитии когнитивных нарушений при диабете 2 типа исследователи, работающие под руководством Эвана Макнея, содержали 20 крыс на богатом жирами корме для того, чтобы у них развился диабет 2 типа. После этого у этих животных, а также у 20 здоровых крыс группы контроля формировали ассоциацию темной клетки с электрическим шоком. При последующем попадании в темную клетку животные замирали от страха. Измерение продолжительности периода неподвижности животных является стандартным тестом оценки состояния их памяти.
Как и ожидалось, память мышей с сахарным диабетом была хуже, чем память здоровых животных, что проявлялось в два раза более короткими периодами неподвижности в темноте. Для выяснения лежащих в основе этого феномена механизмов авторы синтезировали фрагменты антител, специфичных к бета-амилоиду, входящему в состав нерастворимых бляшек, и его растворимым молекулам-предшественникам.
Введение в гиппокамп животных антител, специфичных к бета-амилоиду нерастворимых бляшек, не оказывало никакого эффекта. В то же время введение антител, специфичных к растворимому предшественнику, возвращало память животных в нормальное состояние.
До сих пор считалось, что угасание познавательной функции при сахарном диабете 2 типа обусловлено нарушением опосредованных инсулином сигнальных механизмов. Одним из последствий этого является снижение способности гиппокампа осуществлять транспорт энергии в виде молекул глюкозы в нейроны в процессе выполнения познавательной задачи. Накопление бета-амилоидных бляшек у животных и людей с сахарным диабетом считалось нежелательным побочным эффектом нарушения чувствительности к инсулину.
Однако результаты экспериментов указывают на то, что настоящими виновниками являются все таки олигомеры бета-амилоида. Более ранние работы других исследовательских групп показали, что инсулин и бета-амилоидные олигомеры расщепляются одними и теми же ферментами и что олигомеры препятствуют взаимодействию инсулина с его рецепторами в гиппокампе. Поэтому при повышенной концентрации инсулина в организме, что характерно для диабета 2 типа, ферменты расщепляют преимущественно инсулин. Сохраняющиеся при этом олигомеры бета-амилоида скапливаются в виде агрегатов, блокирующих взаимодействие инсулина и специфичных к нему рецепторов. Формирующийся в результате порочный круг приводит к прогрессирующему нарушению опосредуемого инсулином сигнального механизма, сопровождающемуся угасанием познавательной функции.
По словам Макнея, судя по всему, терапия специфичными антителами запустила процесс расщепления олигомеров бета-амилоида, что, в свою очередь, обеспечило возможность взаимодействия инсулина с его рецепторами. Накопление бета-амилоида в мозге принято считать последствием событий, ведущих к нарушению познавательной функции при сахарном диабете, однако, судя по всему, все происходит с точностью до наоборот и ассоциированное с диабетом 2 типа угасание познавательных способностей можно рассматривать как раннюю стадию болезни Альцгеймера.
Подтверждение этого смелого заявления может привести к большим переменам. Учитывая тот факт, что по статистическим оценкам количество людей с сахарным диабетом 2 типа к 2035 году вырастет с 382 миллионов (в настоящее время) до 592 миллионов, можно ожидать аналогичного всплеска заболеваемости болезнью Альцгеймера. Если формирование амилоидных бляшек можно остановить, а ухудшающиеся познавательные функции восстановить на этапе сахарного диабета, возможно, у большинства таких пациентов никогда не разовьется болезнь Альцгеймера.
Следующим этапом работы является воспроизведение полученных результатов. В случае удачи специалистам предстоит поиск препаратов, обладающих эффектами использованных в экспериментах антител, которые не надо было бы вводить непосредственно в гиппокамп. Также надо будет установить, какое количество бета-амилоида можно без последствий устранить из мозга, так как в небольших концентрациях этот белок необходим для формирования памяти.
Специалисты очень заинтересовались результатами, полученными группой Макнея. Однако они подчеркивают необходимость дальнейших исследований, в том числе изучения возможной вовлеченности эффектов старения, так как и диабет 2 типа, и болезнь Альцгеймера являются возрастными болезнями.
В то же время сам Макней шутит, что существует альтернативный метод профилактики диабета 2 типа и любого последующего Альцгеймера, – это посещение спортзала и снижение употребления сладостей и фаст-фуда.
Результаты исследования представлены на проходившем 9-13 ноября в Сан-Франциско ежегодном съезде Общества нейробиологов.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам New Scientist:
Jessica Griggs, Are Alzheimer's and diabetes the same disease?
03.12.2013