Сахарный диабет 3-го типа и болезнь Альцгеймера: почему у диабетиков повышен риск развития деменции и как с этим быть

При сахарном диабете бывает множество хронических осложнений. Рассказываем о том, что помогает диабетикам избежать деменции и атрофии мозга.

Сахарный диабет (СД) — самое распространенное эндокринное заболевание, которое входит в десятку ведущих причин смерти в мире. Многим людям известно, что существуют диабет 1-го и 2-го типа. Но недавно ученые выделили еще одну форму болезни — диабет 3-го типа, который приводит к деменции и снижению когнитивных функций. Рассказываем, почему он возникает и можно ли его избежать.

Что такое сахарный диабет 3-го типа?

Термин «сахарный диабет 3-го типа» ввели для описания взаимосвязи между диабетом 1 и 2 типа и болезнью Альцгеймера (БА). Ученые рассматривают диабет 3-го типа как метаболический синдром у диабетиков, который приводит к инсулинорезистентности клеток мозга и нарушению метаболизма глюкозы в центральной нервной системе (ЦНС). Все это становится причиной гибели нейронов, снижения когнитивных функций и развития БА.

Общемировая заболеваемость БА на 2010 год составляла более 35 млн человек. Эксперты прогнозируют, что к 2030 году она увеличится вдвое.

Болезнь Альцгеймера — многофакторное заболевание. К основным факторам риска относятся пожилой возраст и генетическая предрасположенность. Другие триггеры болезни — черепно-мозговые травмы, сосудистые заболевания, депрессия, женский пол.

Кроме того, ученые предполагают, что БА может быть новым диабетическим осложнением, что могло бы объяснить растущее число людей с альцгеймеровской деменцией. Сахарный диабет — эпидемия XXI века. Число диабетиков с каждым годом катастрофически увеличивается. По данным Международной федерации диабета, в 2019 году в мире было 463 млн диабетиков, а к 2030 году их число достигнет 643 млн.

Связь между СД 2 и болезнью Альцгеймера установлена многими клиническими исследованиями. Крупное лонгитюдное исследование с участием более 6000 пожилых людей показало: СД 2 в два раза увеличивает риск развития деменции и болезни Альцгеймера. Верна ли такая связь для людей с диабетом 1 типа, пока неизвестно. Но доказано, что СД 1 может приводить к снижению когнитивных функций.

Инсулин напрямую влияет на работу мозга через клеточные и молекулярные механизмы. Поэтому абсолютный или относительный недостаток этого гормона при СД 1 и СД 2 может увеличивать риск развития болезни Альцгеймера.

Детерминанты сахарного диабета 3-го типа

Существует ряд гипотез для возможного объяснения того, почему у диабетиков возникает диабет 3-го типа.

1. Недостаточное поступление инсулина в мозг

Гормон инсулин был открыт в 1921 году канадским физиологом Фредериком Бантингом. Его основная функция — регуляция углеводного обмена. До второй половины XX века ученые считали, что инсулин не способен проникать через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), который отделяет центральную нервную систему от общего кровотока.

Однако в 1967 году было доказано, что у собак при внутривенном введении инсулина его уровень повышается в спинномозговой жидкости. Через 10 лет сам гормон и инсулиновые рецепторы обнаружили в мозге крыс. Так возникло предположение, что инсулин все же способен проникать в ЦНС.

В 1983 году появились доказательства того, что концентрация инсулина в человеческом мозге значительно превышает его концентрацию в крови. При этом больше всего инсулина содержится в гипоталамусе.

На сегодняшний день науке известно, что существует транспортная система, доставляющая инсулин и его рецепторы в ЦНС. Работа этой системы нарушается при ожирении, старении, сахарном диабете и болезни Альцгеймера. Из этого можно сделать вывод, что и при СД, и при болезни Альцгеймера мозгу не хватает инсулина.

Инсулин напрямую влияет на рост и функционирование нейронов. Например, он обеспечивает нервным клеткам синаптическую пластичность, от которой зависят наши когнитивные способности.

В человеческом мозге около 100 млрд нервных клеток, и каждая из них связана с множеством других. Процесс обмена информацией между ними занимает доли секунды. Синаптическая пластичность — это «привычка» определенной нервной клетки часто подталкивать к активности свою соседку. Если такая привычка есть у множества нервных клеток, то возникают нейросети — команды активных нейронов, способных обучаться, действовать последовательно, обрабатывать запросы и запоминать информацию. Именно так формируются наша память и другие когнитивные навыки.

Получается, что если инсулина в головном мозге мало, то нейроны перестают быть активными, нейросети не образуются, а когнитивные способности снижаются.

2. Нарушение энергетического обмена в мозге

В основе болезни Альцгеймера лежит процесс нейродегенерации — разрушение и гибель нейронов. Взрослые нервные клетки не способны восстанавливаться, их разрушение остановить невозможно. В результате гибели клеток мозга происходит деградация личности и наступает слабоумие.

Нейродегенерация может запускаться в том случае, если нейронам не хватает энергии, основным источником которой является глюкоза. Мозг — лидер по потреблению глюкозы среди внутренних органов. Примерно 25% ежедневно поступающей в организм глюкозы расходуется мозгом.

Процесс попадания глюкозы в нейроны частично контролируется инсулином. При СД 2 возникает резистентность клеток, в том числе и нейронов, к воздействию инсулина. В итоге транспортировка глюкозы внутрь нейронов нарушается. Это повышает их чувствительность к токсинам, запускает процесс клеточной гибели, приводит к снижению умственных способностей и развитию БА.

У людей с болезнью Альцгеймера нарушена транспортировка глюкозы в клетки тех областей мозга, которые непосредственно связаны с когнитивными функциями.

3. Гипергликемия и окислительный стресс

Гипергликемия, которая случается при сахарном диабете, создает идеальные условия для окислительного стресса. При окислительном стрессе снижается активность естественных антиоксидантов и образуются реактивные формы кислорода (свободные радикалы, пероксиды), разрушающие клетки и ткани мозга.

Клинические исследования показали, что умственные способности людей с СД 1 и СД 2 напрямую зависят от уровня их сахара в крови.

В одном из них приняло участие более тысячи людей с СД 1. Они прошли когнитивные тесты, в том числе нейропсихологический тест Халстеда-Рейтана по оценке состояния и функционирования мозга. В течение дальнейших 18 лет у испытуемых регулярно определяли гликированный гемоглобин (HbA1c) — биохимический показатель, отражающий средний уровень глюкозы в крови за предыдущие три месяца. Также в течение этого периода фиксировались эпизоды тяжелой гипогликемии.

Через 18 лет после начала исследования испытуемые вновь прошли когнитивные тесты. Результаты показали, что у людей с более низким гликированным гемоглобином умственные способности были развиты лучше. Например, у испытуемых с HbA1c > 8,8% показатели психомоторной эффективности были на 9% ниже, чем у людей с HbA1c < 7,4%. При этом частота тяжелых гипогликемий не была связана со снижением умственных способностей.

Один из диагностических признаков болезни Альцгеймера — атрофия (усыхание) головного мозга, при которой происходит гибель нейронов. При сахарном диабете тоже наблюдается уменьшение объема мозга. Американские ученые с помощью МРТ выяснили, что у людей с СД 1 плотность серого вещества ниже, чем у людей без диабета. Более низкая плотность серого вещества связана с высоким HbA1c, частыми гипогликемиями.

Серое вещество состоит из нейронов и является главным компонентом головного мозга. Соответственно, при снижении его плотности уменьшается и объем мозга.

Похожие результаты получены и у людей с СД 2. У них наблюдалась атрофия мозга с потерей объема серого, белого вещества и гиппокампа. Ученые установили, что уменьшение объема мозга вело к снижению умственных способностей. Другое исследование показало, что хроническая гипергликемия может быть основным триггером структурных изменений мозга при СД 2.

4. Образование амилоидных бляшек и нейрофибриллярных клубков

Один из ключевых факторов развития БА — накопление бета-амилоида в мозге. За 15 лет до первых симптомов заболевания из этого пептида в головном мозге образуются амилоидные бляшки — плотные отложения бета-амилоида внутри и снаружи нейронов. Внутри нервных клеток они постепенно увеличиваются в размере, образуя закрученные сплетения волокон. При болезни Альцгеймера их больше всего в височных долях.

Также при БА в мозге образуются нейрофибриллярные клубки — скопления белка в нейронах, которые постепенно разрастаются и разрушают нервные клетки.

Инсулинорезистентность при СД 2 повышает риск формирования амилоидных бляшек и нейрофибриллярных клубков. Гипергликемия и окислительный стресс также вносят свою лепту в их образование.

Можно ли предотвратить болезнь Альцгеймера?

На сегодняшний день нет доказанных способов, которые полностью бы предотвращали развитие болезни Альцгеймера. Однако если проанализировать результаты клинических исследований, то можно сделать вывод, что лучший способ профилактики болезни Альцгеймера у диабетиков — тщательный контроль сахаров и хорошая компенсация заболевания.

Физическая активность — эффективный способ сохранения когнитивных функций и профилактики БА. Физические упражнения ускоряют нейрохимические процессы в мозге, повышают чувствительность клеток к инсулину, способствует образованию новых нейронов.

Ученые из Эдинбургского университета провели лонгитюдное исследование с участием 460 человек. Сначала участники эксперимента прошли когнитивный тест в возрасте 11 лет. Затем в возрасте 79 лет они прошли аналогичное тестирование. Кроме того, были обследованы работа их легких и показатели физической подготовленности (скорость ходьбы, сила жима руки). Ученые обнаружили прямую связь между физическим состоянием и умственными способностями.

Ученые Университета Северной Каролины обследовали 90 здоровых пожилых женщин с геном, способствующим развитию БА. Дамы с более высокой физической подготовкой лучше справлялись со слуховыми, вербальными и счетными тестами.

Уменьшение объема мозга у женщин с плохой физической формой было в 4 раза больше, чем у спортивных. Из этого можно сделать вывод, что физическая активность напрямую влияет на емкость мозга и когнитивные способности.

Способствует профилактике болезни употребление некоторых продуктов:

• Овощей и фруктов, в состав которых входят биологически активные вещества, обладающие антиоксидантными свойствами и противостоящие окислительному стрессу.

Продуктов с высоким содержанием омега-3 жирных кислот, которые играют первостепенную роль в поддержании здоровья нервной системы и защищают мозг от старения. Много омега-3 жирных кислот содержится в жирных сортах рыбы, семенах льна, чиа, кунжуте, грецких орехах, фасоли, цветной капусте.