Як діабет непомітно змінює наш мозок

Цукровий діабет 2 типу, який зазвичай асоціюється з порушеннями обміну речовин, може мати значно глибший вплив на організм, ніж вважалося раніше, зокрема на функціонування мозку. Нове дослідження, опубліковане в журналі Journal of Neuroscience, показує, що це захворювання здатне тихо перебудовувати систему винагороди та пам’яті, впливаючи на ключові ділянки мозку, такі як передня поясна кора (ACC) та гіпокамп. Ці зміни можуть пояснити зв’язок між діабетом, розладами настрою та нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера, а також відкрити нові перспективи для розробки методів лікування.

Дослідження, проведене командою вчених з Університету Невади в Лас-Вегасі під керівництвом Джеймса Хаймана, зосередилося на моделі щурів із цукровим діабетом 2 типу. Експерименти показали, що хоча хворі тварини зовні поводилися нормально, їхній мозок обробляв інформацію про винагороду інакше, ніж у здорових особин. Зокрема, у щурів із діабетом спостерігалося ослаблення сигналів у передній поясній корі — зоні, яка відіграє важливу роль у когнітивних процесах, емоціях та сприйнятті винагороди. Ця ділянка мозку тісно пов’язана з гіпокампом, який відповідає за просторову пам’ять, і саме порушення їхньої взаємодії стало ключовим відкриттям дослідження.

Для аналізу активності мозку вчені використовували складний лабіринт, у якому щури шукали винагороду. Усі тварини, незалежно від стану здоров’я, активно прямували до мети, але щури з діабетом демонстрували меншу зацікавленість у зонах, де вони отримували нагороду. Вони не затримувалися там надовго, а сигнали в ACC, які зазвичай посилюються у відповідь на винагороду, залишалися слабкими. Дослідники пов’язують це з недостатньою передачею інформації від гіпокампа до ACC. «Гіпокамп повідомляє щуру, де він перебуває в лабіринті, а ACC вказує, що він робить і що отримує винагороду. У нормі ці сигнали об’єднуються, щоб тварина запам’ятала особливе місце, але у щурів із діабетом цього не відбувається», — пояснює Хайман.

Ці результати підкреслюють, що цукровий діабет 2 типу впливає не лише на метаболізм, а й на нейронні мережі, які регулюють винагороду та просторову пам’ять. Такі зміни можуть мати далекосяжні наслідки для психічного здоров’я. Відомо, що передня поясна кора відіграє важливу роль у розвитку розладів настрою, таких як депресія, які часто супроводжують діабет. Крім того, порушення в її роботі пов’язані з ранніми стадіями хвороби Альцгеймера — нейродегенеративного захворювання, що характеризується поступовою втратою пам’яті та когнітивних функцій. Хайман зазначає, що зміни, виявлені в мозку діабетичних щурів, нагадують ті, що відбуваються на початкових етапах Альцгеймера, коли хвороба ще не проявляється зовні.

Цікаво, що попри ослаблені сигнали в ACC, щури з діабетом все одно виконували завдання і отримували винагороду. Це свідчить про те, що мозок здатен адаптуватися до змін навіть за наявності патології. «Хвороба Альцгеймера може залишатися непоміченою десятиліттями, тому що наш мозок вміє компенсувати порушення. Люди можуть здаватися здоровими, хоча обробка інформації в їхньому мозку вже змінена. Те саме ми побачили в нашому дослідженні: діабетичні щури поводилися нормально, але їхній досвід був іншим», — додає Хайман.

Ці висновки мають важливе значення для медицини. Зв’язок між гіпокампом і передньою поясною корою може стати новою мішенню для терапії не лише діабету, а й пов’язаних із ним психічних та когнітивних розладів. Наприклад, розробка методів стимуляції цієї нейронної проекції могла б допомогти зменшити прояви депресії або уповільнити прогресування легких когнітивних порушень, які передують Альцгеймеру. Вчені також припускають, що раннє виявлення таких змін у мозку могло б стати маркером для прогнозування ризику нейродегенерації у пацієнтів із діабетом.

Дослідження ґрунтується на моделі, яка враховувала лише самців щурів, що є певним обмеженням, адже діабет по-різному впливає на чоловіків і жінок. У майбутньому команда планує розширити експерименти, щоб перевірити, чи зберігаються ці ефекти у самок. Крім того, автори роботи закликають до подальших досліджень на людях, щоб підтвердити, чи мають аналогічні зміни місце в людському мозку.

На завершення, це відкриття підкреслює необхідність перегляду підходів до лікування цукрового діабету 2 типу. Захворювання, яке традиційно розглядається як метаболічне, може мати значно ширший вплив, зачіпаючи не лише тіло, а й розум. Розуміння того, як діабет змінює мозок, відкриває двері до нових стратегій профілактики та терапії, спрямованих на збереження когнітивного здоров’я та якості життя мільйонів людей у всьому світі.