Этот эффект связан с тем, что естественный защитный барьер между кровью и головным мозгом становится проницаемым.
Результаты исследования, проведенного группой ученых из Медицинского колледжа Джорджии при Университете Огасты (США), опубликованы в журнале The Journal of Neuroscience.
Гематоэнцефалический барьер — физиологическая преграда между кровью и центральной нервной системой. Этот биологический фильтр не пропускает в мозг циркулирующие в крови токсины, микроорганизмы, различные молекулы, способные повредить его ткани и нарушить работу нейронов. Эту фильтрационную функцию выполняют клетки эндотелия, выстилающие внутреннюю поверхность кровеносных сосудов, пронизывающих мозг.
Предыдущие исследования показали, что у людей, страдающих от ожирения и диабета, с возрастом чаще встречаются когнитивные нарушения, связанные со структурными изменениями в гиппокампе — регионе мозга, отвечающем за обучение и память.
Чтобы разобраться в биологических причинах этого феномена, исследователи провели эксперимент на молодых лабораторных мышах, которых кормили пищей с высоким содержанием жиров. Спустя две недели животные начали страдать от ожирения, а к 16-й неделе такого питания у них появились предвестники развития диабета — повышенный сахар в крови натощак и устойчивость (резистентность) тканей к действию гормона инсулина. Кроме того, у мышей снизились интеллектуальные способности.
Изучая кровеносные сосуды, пронизывающие ткани гиппокампа мышей, ученые выяснили, что с ожирением постепенно начинает повышаться проницаемость гематоэнцефалического барьера — через стенки капилляров в ткани мозга из кровотока сначала проникают совсем маленькие молекулы. К моменту, когда развивается резистентность к инсулину, проницаемость стенок капилляров становится такой высокой, что в ткани мозга начинают попадать и крупные молекулы.
Исследование сосудов под электронным микроскопом показало, что при начинающемся диабете между в норме плотно прилегающими друг к другу клетками эндотелия появляются зазоры и промежутки, через которые и проникают в мозг повреждающие нейроны вещества. Помимо этого, ожирение и диабет вызывают и другие структурные изменения в стенках капилляров, ведущие к проницаемости гематоэнцефалического барьера, а также воспаление в этих сосудах.
Ученые выяснили, что за такое развитие событий отвечает рецептор Adora2a, расположенный на поверхности эндотелиальных клеток капилляров мозга. Этот рецептор, в норме поддерживающий непроницаемость гематоэнцефалического барьера, из-за биохимического дисбаланса в организме, связанного с ожирением и началом диабета, переходит в хронически активное состояние, что и приводит к каскаду нарушений, итогом которых становится снижение памяти и способности к обучению. Когда подопытные мыши получали препарат, прицельно блокирующий активность рецептора Adora2a, защитные функции гематоэнцефалического барьера и уровень интеллекта животных восстанавливались, а воспаление в кровеносных сосудах снижалось.
Как отметила один из авторов исследования Алексис Странахан (Alexis M. Stranahan), полученные результаты говорят о том, что пациентам с ожирением необходимо пристально следить за уровнем сахара в крови и вовремя принимать меры. Это позволит снизить риск дальнейшего снижения интеллектуальных способностей.
