Почему диабет портит память?

Нарушения памяти при диабете случаются вовсе не из-за нерастворимых отложений белков, сопутствующих болезни Альцгеймера, а из-за растворимых комплексов этих же белков, которые усиливают в энергетическом обмене нейронов неполадки, возникшие из-за диабета.

Диабет второго типа возникает тогда, когда клетки печени, мышц и жировой ткани становятся нечувствительны к инсулину и перестают из-за этого поглощать глюкозу из крови. Возникает это как реакция на передозировку инсулина, которая случается, если есть много сахара и жиров. Такая диета призывает поджелудочную железу производить как можно больше инсулина, и вслед за этим у клеток повышается порог чувствительности к нему.

Снижение чувствительности к инсулину вызывает не только метаболические нарушения, но ещё и проблемы с памятью. В какой-то момент исследователи заметили, что диабет второго типа служит одним из мощных факторов риска болезни Альцгеймера, и в 2005 году удалось понять, почему. Оказалось, что при нейродегенеративных расстройствах гиппокамп (один из главных центров памяти) теряет чувствительность к инсулину: диабетическими становятся не только печень с мышцами, но и мозг.

Отложения нерастворимых белков в виде альцгеймерических бляшек появляются, видимо, уже после того, как эти белки, будучи ещё растворимыми, нанесли ущерб энергетическому обмену нейронов. (Фото Dr. Frederick Skarva)

В мозге животных, которых кормили специально разработанной диабетической диетой, появлялись нерастворимые отложения белка бета-амилоида — классический признак болезни Альцгеймера. Так удалось более или менее чётко понять, как инсулин связан с памятью и почему диабет второго типа вызывает её нарушения. Грубо говоря, диабет можно рассматривать как самую раннюю стадию болезни Альцгеймера.

При этом по конкретным причинам того, почему при альцгеймеризме гибнут нервные клетки, согласия среди исследователей до сих пор нет. Некоторые считают, что тут дело не столько в нерастворимых отложениях, сколько во вполне себе растворимых олигомерах того же бета-амилоида, обладающих токсичным эффектом, и что нерастворимые отложения есть лишь результат работы самих нервных клеток, пытающихся изолировать токсичный белок.

И ещё один неясный момент: действительно ли бета-амилоид вызывает ослабление нервных функций при диабете второго типа? Может, бета-амилоидные отложения — это что-то сопутствующее, а диабетическое ослабление памяти случается из-за чего-то другого? Чтобы проверить это, Юэн Макней (Ewan McNay) из Университета Олбени в Нью-Йорке (США) вместе с коллегами провели следующее исследование. Они кормили крыс диабетической едой, ждали, когда у животных разовьётся диабет, а потом сажали их в тёмную клетку, в которой по полу пропускался слабый электрический ток. Удар током вызывал у крыс стресс и заставлял их замирать на месте.

Если крысы питались нормально и никакого диабета у них не было, они запоминали, что в тёмной клетке ничего хорошего их не ждёт, и замирали в ней безо всякого удара током. У животных с диабетом память была слабее, и, как и ожидалось, они забывали о неприятностях тёмной клетки. Тогда исследователи ввели животным антитела, которые соединялись с бета-амилоидом так, чтобы предотвратить выпадение его в осадок, — и никаких изменений в поведении крыс не произошло.

Если же животным вводили антитела, специфичные к растворимым олигомерам бета-амилоида, то память к ним волшебным образом возвращалась: крысы-диабетики испытывали от тёмной клетки такой же стресс, что и здоровые крысы.

Одно из объяснений того, что при диабете слабеет память, строится на влиянии гормона на энергетический метаболизм нейронов: нечувствительность гиппокампа к инсулину служит причиной того, что у клеток просто нет энергетических ресурсов для работы. Как показали эксперименты, исходная причина кроется в бета-амилоиде, причём именно в его растворимой олигомерной форме. В пользу этого говорят и данные других работ, согласно которым олигомеры бета-амилоида мешают инсулину связываться с его рецепторами на нейронах (возможно, диабетический избыток инсулина заставляет клетки использовать против него такой двусмысленный белок, как бета-амилоид).

Полученные результаты (которые авторы доложили на съезде Нейробиологического общества в Сан-Диего, США), нужно будет, разумеется, перепроверить как в дополнительных опытах на животных, так и в клинических испытаниях. Но если всё подтвердится, это позволит создать лекарство, которое, возможно, поможет победить сразу два опаснейших заболевания, число жертв которых растёт с каждым годом.

Впрочем, не стоит забывать и про альтернативные объяснения связи альцгеймеризма и диабета второго типа. Например, год назад учёные из Института биологических исследований Солка (США) пришли к выводу, что заболевания «взаимодействуют» через вспомогательные клетки нейроглии, которые из-за диабета забиваются нерастворимыми белками и перестают следить за самочувствием нейронов.

Подготовлено по материалам NewScientist.