Попередження: Ця сторінка є перекладом цієї сторінки оригінально англійською мовою. Зверніть увагу, оскільки переклади генеруються машинами, не те, що всі переклади будуть ідеальними. Цей веб-сайт та його сторінки призначені для читання англійською мовою. Будь-які переклади цього веб-сайту та його веб-сторінок можуть бути неточними та неточними повністю або частково. Цей переклад надається для зручності.
Інсулін є важливим гормоном, який у високій концентрації міститься в мозку людини. Показано, що інсулін відіграє багато різних ролей у мозку, починаючи від позитивних нейропротективних ефектів і впливаючи на вищі когнітивні процеси.
Дефектна чутливість до інсуліну та сигналізація, відомі як інсулінорезистентність, трапляються у міру старіння, однак це посилюється при таких станах, як ожиріння та діабет. Використання інсуліну як терапії показало багатообіцяючі результати у лікуванні ожиріння, діабету та зниження когнітивних здібностей.
Кредит зображення: Джон Гертнер/Shutterstock.com
Що таке інсулін?
Інсулін - це гормон, що виробляється в підшлунковій залозі, регулюючи метаболізм вуглеводів (цукрів), поглинаючи глюкозу з крові в печінку і жирові (жирові) клітини, а також клітини скелетних м’язів і перетворюючи її в глікоген з глікогенезом (анаболізм, перетворення малих молекул у великі молекули).
При високій концентрації інсуліну пригнічується вироблення та вивільнення глюкози, тоді як нижчі рівні інсуліну сприяють катаболізму, перетворюючи запаси жиру в менші молекули, які можуть використовуватися як енергія.
Виробництво інсуліну пов’язане з функцією бета-клітин у підшлунковій залозі, чутливих до рівня цукру в крові.
Коли вміст цукру в крові високий, інсулін виділяється в кров гомеостатично для регулювання рівня цукру в крові, а коли вміст цукру в крові низький, бета-клітини викидають його з інсуліну. При таких станах, як цукровий діабет, спостерігається падіння (або зменшення) активності інсуліну, що призводить до постійно високого рівня цукру в крові (гіперглікемія).
Вплив інсуліну на мозок
Інсулін може потрапляти в мозок, транспортуючись через гематоенцефалічний бар’єр (ВГБ) за допомогою певних транспортерів, а інсулін, як правило, включає ключові ділянки мозку, включаючи кори гіпоталамуса, міст Вароліо, гіпокампу, мигдалини, смугастий мозочок, тім’яну та фронтальний.
Рецептори інсуліну дуже широко експресуються і розподіляються по мозку і є переважно ізоформою рецептора інсуліну-A (IRA), а не більш видною більш віддаленою ізоформою IR-B, що міститься в решті мозку.
Після зв’язування інсуліну з ІРА рецептор проходить автофосфорилювання та активується. Це призводить до фосфорилювання білків субстрату рецептора інсуліну (IRS), які беруть участь у різноманітних клітинних сигнальних шляхах.
Ці білки також можуть активуватися інсуліноподібним фактором росту-1 (IGF-1), який зв'язується з їх рецептором та ІРА (групою рецепторів тирозинкінази).
Усередині мозку первинні ефекти інсуліну, ймовірно, опосередковані віссю гіпоталамус-гіпофіз-наднирники (ГПА) - через його ендокринну природу в енергетичному гомеостазі.
Як результат, інсулін може чинити нейропротекторну дію на нейрони, а також позитивно підтримувати та впливати на вищі когнітивні процеси, такі як увага, навчання та пам’ять.
Старіння та інсулін у мозку
Одним з найбільших факторів, що сприяють різноманітним системним та мозковим станам, є інсулінорезистентність, яка стає все більш помітною з віком.
Дослідження показали порушення транспорту інсуліну в мозку при пов'язаній з ожирінням резистентності до інсуліну, а також при екстремальних фізіологічних станах, таких як голод, гіперглікемія та активація імунної системи.
Окрім того, специфічні мутації нижчих рецепторів або білків, такі як поліморфізм IRS1 Gly972Arg - призводять до порушення транспорту інсуліну через ВВВ в мозок у пацієнтів із ожирінням, а також до деяких із цукровим діабетом 2 типу.
Це вказує на те, що специфічні аберації до транспорту інсуліну через BBB можуть бути пов'язані з периферичною резистентністю до інсуліну, можливо, з HPA-AXIS.
Під час нормального процесу старіння спостерігається зниження загальної концентрації інсуліну у здатності зв’язувати мозок, а також дефектного інсуліну до ГНН. Це також підтверджується зниженою експресією ARF та транспортерів у ВВВ - що, ймовірно, пов’язано з периферичною резистентністю до інсуліну та підвищеним рівнем інсуліну на периферії (гіперінсулінемія).
Крім того, спостерігається також зменшення транспорту глюкози, пов’язаного з інсуліном, через зменшену експресію BBB GLUT-4. Таким чином, старіючи, ми відчуваємо порушення резистентності до інсуліну головного мозку, що характеризується вадами всмоктування глюкози з мозку у людей похилого віку.
Ризик розвитку хвороби Альцгеймера збільшується до 60% у людей із цукровим діабетом 2 типу. У хвороби Альцгеймера набагато нижчі показники засвоєння та метаболізму глюкози у мозку в поєднанні зі зниженням сигналізації інсуліну та активності рецепторів у порівнянні зі здоровими літніми дорослими людей порівнянного віку.
Крім того, амілоїд-бета може спричинити падіння ARF у дендритах та вплинути на довгострокове потенціювання. Ось чому хворобу Альцгеймера, індуковану діабетом 2 типу, іноді вчені та клініцисти називають діабетом „типу 3” через тісний зв’язок між інсулінорезистентністю та патологією та когнітивною здатністю індукованої хвороби Альцгеймера.
Специфічна для мозку дезактивація рецептора інсуліну у мишей призводить до ожиріння, чутливого до дієти, що призводить до підвищення рівня жиру в організмі.
Це пов’язано з тим, що гіпоталамус є ключовим посередником прийому їжі та гомеостазу глюкози в головному мозку, а дослідження на тваринах показали, що внутрішньогіпоталамічні ін’єкції, що блокують рецептор інсуліну, призводять до неможливості придушити споживання їжі, що свідчить про те, що резистентність до інсуліну до гіпоталамусу відіграє ключову роль роль з часом у поведінці живлення та обміні глюкози на периферії.
Кредит зображення: urbans/Shutterstock.com
Потенційні стратегії лікування
Все більше доказів пов’язано з дефектом інсулінорезистентності мозку при системній та периферичній резистентності до інсуліну та таких станах, як ожиріння та діабет. Є деякі ділянки мозку, які не мають присутності ВВВ, і інсулін може вільно проникати в мозок.
Однією з таких областей є носовий епітелій. Внутрішньоносове введення інсуліну успішно призвело до зниження рівня глюкози в крові та у собак.
Інші дослідження показали, що інтраназальне введення інсуліну людям призводить до зниження запахової здатності та реакцій на поведінку кількості їжі, що вводить регуляцію за рахунок зменшення споживання їжі.
Інші дослідження показали, що інтраназальний інсулін може пригнічувати системний ліполіз незалежно від системного рівня інсуліну.
Рівень інсуліну в сироватці крові також нижчий після прийому їжі, коли раніше вводили інтраназальний інсулін, що свідчить про те, що інсулін у мозку може покращити чутливість до інсуліну у всьому тілі, стимулювати обмін енергії печінки та зменшити вміст жиру в печінці. Таким чином, ці дослідження показують, наскільки важливим є інсулін головного мозку в регулюванні енергетичних витрат і метаболізму глюкози/жиру.
Інші дослідження показали, що аналог інсуліну, інсулін детемір, може легше потрапляти в нормальний інсулін мозку і може відновити чутливість та дію мозку до мозку, що призводить до зменшення споживання їжі.
Повторне інтраназальне введення інсуліну (20 МО) та введення детіру протягом принаймні 4 місяців може також призвести до поліпшення когнітивних функцій (наприклад, балів робочої пам’яті) у пацієнтів з легкими когнітивними порушеннями та ранньою хворобою Альцгеймера. Крім того, інтраназальний інсулін може покращити когнітивні показники у здорових пацієнтів без діабету.
Підводячи підсумок, інсулін є ключовим гормоном, який регулює рівень глюкози та жиру в крові, який виконує кілька нейропротекторних та гомеостатичних ролей у мозку, позиціонування когніції, поведінки харчування, периферичного енергетичного обміну та емоцій. Інсулінорезистентність виникає при таких станах, як ожиріння, діабет та хвороба Альцгеймера.
Введення інсуліну може покращити інсулінорезистентність при таких розладах, що призводить до кращого гомеостазу, зменшення жирових відкладень у тілі та поліпшення пізнання.
Джерела:
- Лі та ін., 2016. Інсулін у нервовій системі та розумі: функції метаболізму, пам’яті та гумору. Молекулярний метаболізм 5 (8): 589-601 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5021669/
- Хені та ін., 2015. Порушення дії інсуліну в мозку людини: метаболічні причини та наслідки. Ендокринологія Nature Reviews 11 (12): 701-711 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26460339
- Білотта та ін., 2017. Інсулін та мозок: солодкий зв’язок при інтенсивній терапії. Журнал інтенсивної терапії. 32 (1): 48-58 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26168800
- Branowska-Bik and Bik, 2017. Інсулін та старіння мозку. Prz Menopauzalny (Журнал "Менопауза") 16 (2): 44-46. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5509970/
Подальше читання
Осман шабір
Осман - докторант з нейрології в Університеті Шеффілда, який вивчає вплив серцево-судинних захворювань та хвороби Альцгеймера на нервово-судинне зчеплення з використанням доклінічних моделей та нейровізуалізаційних методів.
Цитати
Будь ласка, використовуйте один із наступних форматів, щоб цитувати цю статтю у своєму есе, роботі чи доповіді:
Шабір, Осман. (2020, 27 квітня). Як інсулін впливає на мозок? Новини-Медичні. Отримано 09 січня 2021 року з https://www.news-medical.net/health/How-Does-Insulin-Affect-the-Brain.aspx.
Шабір, Осман. "Як інсулін впливає на мозок?". Новини-Медичні. 09 січня 2021 року. .
Шабір, Осман. "Як інсулін впливає на мозок?". Новини-Медичні. https://www.news-medical.net/health/How-Does-Insulin-Affect-the-Brain.aspx. (доступ 9 січня 2021).
Шабір, Осман. 2020. Як інсулін впливає на мозок?. News-Medical, переглянуто 9 січня 2021 року, https://www.news-medical.net/health/How-Does-Insulin-Affect-the-Brain.aspx.
News-Medical.Net надає цю медичну інформаційну послугу відповідно до цих умов. Зверніть увагу, що медична інформація, розміщена на цьому веб-сайті, призначена для підтримки, а не для заміщення стосунків між пацієнтом та лікарем/лікарем та медичної консультації, яку вони можуть надати.
News-Medical.net - Сайт AZoNetwork