Inzulín může být klíčem ke spojení mezi obezitou a demencí

Přesvědčivá nová studie vědců z Fred Hutchinson Cancer Research Center poukazuje na možný mechanismus spojující obezitu s neurodegenerativními onemocněními. Podrobná práce na ovocných muškách naznačuje, že inzulinová rezistence vyvolaná stravou může narušit schopnost mozku vyčistit neuronální zbytky a přispět k rozvoji onemocnění, jako je Alzheimerova choroba.

Vztah mezi obezitou a demencí není stále zcela jasný. Několik rozsáhlých epidemiologických studií v posledních letech přineslo frustrující rozporuplné výsledky. Velká 40letá studie sledující téměř 20 000 mužů uvedla silnou souvislost mezi vyšší tělesnou hmotností a rizikem úmrtí na demenci. Jiná významná studie zkoumající 20letá data od téměř dvou milionů lidí však dospěla k jinému závěru, zjištění podváhy ve středním věku bylo spojeno se zvýšeným rizikem demence ve stáří.

Základem těchto protichůdných zjištění je záhada, jak přesně by obezita mohla přímo přispívat k neurodegeneraci. Jeden myšlenkový směr naznačuje, že obezita nemusí přímo ovlivňovat demenci, ale místo toho jsou sekundární účinky nadváhy (špatná strava, nedostatek pohybu atd.) tím, co negativně ovlivňuje zdraví mozku.

Aby vědci lépe porozuměli tomu, jak může obezita vyvolat neurodegeneraci, často se zaměřují na druh drobné ovocné mušky zvané Drosophilia. Jak vysvětluje výzkumník Akhila Rajan pro New Atlas, tyto ovocné mušky nabízejí vědcům užitečný způsob, jak modelovat fyziologický dopad přibývání na váze u lidí.

„Mouchy konzumují cukry z ovoce,“ říká Rajan. „Zvýšením množství cukru ve standardních laboratorních dietách přibývají na ‚váhu‘ – ve smyslu tukových zásob. Zjistili jsme, že když krmíme mouchy stravou s vysokým obsahem cukru, spouští to pozoruhodné fyziologické změny, které odrážejí účinky diabetu 2. lidí včetně inzulínové rezistence. Mouchy krmené dietou s vysokým obsahem cukru tedy slouží jako skvělý model pro pochopení toho, co se u lidí děje špatně.“

Ovocné mušky také obsahují mozkové imunitní buňky s citlivostí na inzulín, které jsou podobné tomu, co vidíme v lidských mozcích. Takže krmení hmyzu stravou s vysokým obsahem cukru nabízí výzkumníkům užitečný způsob, jak studovat účinky stravy a inzulínu na klíčové mozkové buňky.

Klíčová hypotéza v tomto novém výzkumu se týká procesu zvaného fagocytóza. To je základní buněčný mechanismus pro odstranění jak patogenů, tak mrtvých nebo nefunkčních částic. Obecně se má za to, že u lidí je většina nemocí souvisejících s demencí do jisté míry způsobena rostoucí neschopností mozku vylučovat toxické proteiny v mozku. Alzheimerova choroba je například charakterizována rostoucími shluky škodlivých amyloidních proteinů, které by ve zdravém mozku byly normálně odstraněny imunitními buňkami nazývanými mikroglie.

Velkou otázkou zkoumanou v tomto novém výzkumu je, zda strava s vysokým obsahem cukru přímo ovlivňuje schopnost mozku vyčistit tyto toxické neuronální zbytky. A pomocí modelu ovocné mušky Rajan a spoluautor studie Mroj Alassaf elegantně demonstrovali, že tomu tak rozhodně je. Studie prokázala, že strava s vysokým obsahem cukru zhoršuje schopnost gliových buněk mouchy odstraňovat neuronální zbytky. A i když je to samozřejmě studie pracující pouze s ovocnými muškami, Rajan je přesvědčen, že tento mechanismus by mohl být přenosný na lidi.

„I když je důležité uznat, že gliové buňky mouchy a lidské gliové buňky vykazují strukturální a funkční rozdíly, stojí za zmínku, že studie in vitro odhalily, že lidské gliové buňky jsou citlivé na inzulín a odpovídajícím způsobem reagují,“ říká Rajan pro New Atlas. „Toto zajímavé zjištění otevírá dveře možnosti, že mechanismus, který odkrýváme v gliových buňkách much, může sdílet některé společné rysy s jejich lidskými protějšky.“

Suzanne Craftová, výzkumnice z Wake Forest School of Medicine, dlouho zkoumala roli inzulínu v mozku. Na této nové studii nepracovala, ale zvýrazněné mechanismy nazývá „zajímavé“ a navrhuje, že mohou pomoci vysvětlit některé epidemiologické práce u lidí spojující špatnou stravu s rizikem Alzheimerovy choroby. Craft je opatrný ve zdůrazňování důležitosti lepšího pochopení toho, jak se tyto nálezy ovocných mušek přenášejí na lidi, ale naznačují, že existují dobré důkazy, které naznačují, že narušená inzulínová signalizace hraje roli u stavů, jako je Alzihemerova choroba (AD).

„V relevantních studiích jsme zdokumentovali, že normální dospělí středního věku, kteří konzumovali západní stravu po dobu jednoho měsíce, měli zhoršenou signalizaci inzulínu a patologické změny v AD amyloidních markerech v mozkomíšním moku,“ říká Craft v e-mailu New Atlas. „Dále, inzulínová signalizace hraje kritickou roli v mnoha aspektech imunitní funkce, která zmírňuje zánět a je zprostředkována mikrogliemi a astrocyty u lidí. Stavy, které indukují inzulínovou rezistenci, jako je obezita, mohou nepříznivě ovlivnit imunitní funkci a patologii AD.“

Pokud je tedy tato neurodegenerace vyvolaná obezitou přenositelná na lidi, jaké budoucí terapeutické možnosti bychom mohli vyvinout pro lepší léčbu demence? Kromě toho, že všichni hubnou a lépe se stravují, možná nejpřímější možností by bylo jednoduše zvýšit hladiny cirkulujícího inzulínu?

Zajímavé je, že právě tuto možnost zkoumá probíhající výzkum. Ve skutečnosti se nedávná klinická studie fáze 2 zaměřila na testování intranazálního inzulínového spreje určeného k dodávání hormonu přímo do mozku. Myšlenka je, že kognitivní zdraví by se mohlo zlepšit zlepšením signalizace inzulínu v mozku a první výsledky byly mírně slibné.

Rajan si však není jistý, zda přímé zvýšení hladiny inzulínu pomůže zlepšit zdraví mozku, alespoň pokud jde o obnovení fagocytózy. Navrhuje, že její práce ukázala, že geneticky zvyšující se hladiny cirkulujícího inzulínu vedlo k dalším druhům gliové dysfunkce. Řešením tedy může být podívat se dále v řetězci inzulínové signalizace.

„Metformin – dobře známý inhibitor AMPK – vyniká jako nejlépe zavedený lék pro léčbu diabetu 2. typu a má jedinečnou schopnost překonat hematoencefalickou bariéru,“ říká Rajan. „Nicméně současné výsledky výzkumu představují komplexní obrázek o tom, zda léčba metforminem prospívá nebo poškozuje zdraví a přežití neuronů. Zdá se, že tyto účinky se liší podle faktorů, jako je dávkování a délka léčby.“

Určitě existují studie, které našly souvislost mezi užíváním metforminu a nižší mírou kognitivního poklesu. Jak přesně to funguje, je stále nejasné a je nepravděpodobné, že by metformin byl konkrétním řešením prevence demence. Ale to, co tyto nové poznatky rozhodně dělají, jsou gesto směrem ke způsobům, jak by bylo možné zabránit neurodegeneraci lepším pochopením složitých molekulárních mechanismů ve hře.

Nová studie byla zveřejněna v Biologie PLOS.