Внимание: Тази страница е превод на тази страница първоначално на английски. Моля, обърнете внимание, тъй като преводите се генерират от машини, не че всички преводи ще бъдат перфектни. Този уебсайт и неговите страници са предназначени за четене на английски език. Всички преводи на този уебсайт и неговите уеб страници могат да бъдат неточни и неточни изцяло или частично. Този превод е предоставен за удобство.

мозъка

Инсулинът е важен хормон, който може да се намери във високи концентрации в човешкия мозък. Доказано е, че инсулинът играе много различни роли в мозъка, вариращи от положителни невропротективни ефекти до влияние върху висшите когнитивни процеси.

Инсулиновата дефектна чувствителност и сигнализиране, известни като инсулинова резистентност, се случват с напредването на възрастта - това обаче се влошава при състояния като затлъстяване и диабет. Използването на инсулин като терапия показва обещаващи резултати при лечението на затлъстяване, диабет и когнитивен спад.

Кредит за изображение: John Gaertner/Shutterstock.com

Какво е инсулин?

Инсулинът е хормон, произведен в панкреаса, който регулира метаболизма на въглехидратите (захарите), като абсорбира глюкозата от кръвта в черния дроб и мастните (мастните) клетки, както и клетките на скелетните мускули и я превръща в гликоген с гликогенеза (анаболизъм, преобразуване на малки молекули в големи молекули).

При високи концентрации на инсулин производството и освобождаването на глюкоза се инхибират, докато по-ниските нива на инсулин насърчават катаболизма чрез преобразуване на мастните резерви в по-малки молекули, които могат да се използват като енергия.

Производството на инсулин е свързано с функцията на бета клетки в панкреаса, които са чувствителни към нивата на кръвната захар.

Когато има високо съдържание на кръвна захар, инсулинът се освобождава в кръвообращението хомеостатично, за да регулира нивата на кръвната захар, а когато съдържанието на кръвна захар е ниско, бета клетките го изпускат от инсулина. При състояния като захарен диабет има спад (или намаляване) на инсулиновата активност, което води до постоянно високи нива на кръвната захар (хипергликемия).

Ефекти на инсулините върху мозъка

Инсулинът може да влезе в мозъка, като се транспортира през кръвно-мозъчната бариера (BBB) ​​от специфични транспортери, а инсулинът обикновено включва ключови мозъчни региони, включително корите на хипоталамуса, моста на Варолио, хипокампуса, амигдалата, стриатума, малкия мозък, париеталната и челен.

Инсулиновите рецептори са много широко експресирани и разпределени в мозъка и са предимно изоформа на инсулиновия рецептор-А (IRA), а не по-дългата по-известна IR-B изоформа, открита в останалата част от мозъка.

При свързване на инсулина с IRA, рецепторът се подлага на автофосфорилиране и се активира. Това води до фосфорилиране на протеини на субстрата на инсулиновия рецептор (IRS), които участват в различни клетъчни сигнални пътища.

Тези протеини могат да се активират и от инсулиноподобен растежен фактор-1 (IGF-1), който се свързва с техния рецептор и IRA (група рецептори на тирозин киназа).

В мозъка първичните ефекти на инсулина вероятно се медиират с оста хипоталамус-хипофиза-надбъбречна жлеза (HPA) - поради неговата ендокринна природа в енергийната хомеостаза.

В резултат на това инсулинът може да упражнява невропротективни ефекти върху невроните, както и да подпомага положително и да влияе върху висшите когнитивни процеси като внимание, учене и памет.

Стареене и инсулин в мозъка

Един от най-големите фактори, допринасящи за различни системни и мозъчни състояния, е този за инсулиновата резистентност - който става все по-виден с напредването на възрастта.

Проучванията показват нарушен транспорт на инсулин в мозъка при свързана със затлъстяването инсулинова резистентност, както и при екстремни физиологични състояния като глад, хипергликемия и активиране на имунната система.

Освен това специфични мутации към рецептори или протеини надолу по веригата - като полиморфизма IRS1 Gly972Arg - водят до нарушен транспорт на инсулин през BBB в мозъка при пациенти със затлъстяване, както и до някои със захарен диабет тип 2.

Това показва, че специфични отклонения от транспорта на инсулин през BBB могат да бъдат замесени в периферната инсулинова резистентност, може би с HPA-AXIS.

По време на нормалния процес на стареене се наблюдава намаляване на общите концентрации на инсулин в свързващия капацитет на мозъка, както и на дефектния инсулин към ARF. Това се доказва допълнително от намалената експресия на ARF и транспортери в BBB - което вероятно е свързано с периферна инсулинова резистентност и повишени нива на инсулин в периферията (хиперинсулинемия).

Освен това се наблюдава и намаляване на свързания с инсулин транспорт на глюкоза чрез намалената експресия на GLUT-4 на BBB. Като такива, с напредването на възрастта изпитваме нарушена мозъчна инсулинова резистентност, характеризираща се с дефектна абсорбция на глюкоза от мозъка при възрастни хора.

Рискът от развитие на болестта на Алцхаймер се увеличава с до 60% при хора със захарен диабет тип 2. При болестта на Алцхаймер има много по-ниско усвояване и метаболизъм на мозъка в съчетание с намалена инсулинова сигнализация и активност на рецепторите в сравнение със здрави възрастни възрастни на съпоставима възраст.

В допълнение, амилоид-бета може да причини спад на ARF в дендритите и да повлияе на дългосрочното потенциране. Ето защо болестта на Алцхаймер, индуцирана от диабет тип 2, понякога се нарича "диабет тип 3" от учени и клиницисти поради тясната връзка между инсулиновата резистентност и патологията и когнитивните способности на индуцираната болест на Алцхаймер.

Специфичното за мозъка дезактивиране на инсулиновия рецептор при мишки води до чувствително към диетата затлъстяване, което води до повишени нива на телесни мазнини.

Това е така, защото хипоталамусът е ключов медиатор на приема на храна и хомеостазата на глюкозата в мозъка, а проучванията върху животни показват, че интрахипоталамусните инжекции, които блокират инсулиновия рецептор, водят до неуспех в потискането на приема на храна, което предполага, че хипоталамусната инсулинова резистентност играе ключово значение роля с течение на времето в хранителното поведение и метаболизма на глюкозата в периферията.

Кредит за изображение: urbans/Shutterstock.com

Потенциални стратегии за лечение

Все повече доказателства предполагат дефектна инсулинова резистентност на мозъка при системна и периферна инсулинова резистентност и състояния като затлъстяване и диабет. Има някои области на мозъка, които нямат наличие на BBB и инсулинът може да премине свободно в мозъка.

Една такава област е през носния епител. Интраназалното приложение на инсулин успешно е довело до намалени нива на циркулация на глюкоза при кучета и скоби.

Други проучвания показват, че интраназалното приложение на инсулин при хора води до намалена миризмена способност и реакции към поведението на броя на храната, като по този начин се въвежда регулиране чрез намаляване на приема на храна.

Други проучвания показват, че интраназалният инсулин може да потисне системната липолиза, независимо от системните нива на инсулин.

Нивата на серумен инсулин също са по-ниски след хранене, когато преди това се прилага интраназален инсулин, което предполага, че инсулинът в мозъка може да подобри чувствителността на цялото тяло към инсулина, да стимулира метаболизма на черния дроб и да намали съдържанието на мазнини в черния дроб. По този начин, тези проучвания показват колко важен е мозъчният инсулин за регулирането на енергийния разход и метаболизма на глюкозата/мазнините.

Други проучвания показват, че инсулиновият аналог, инсулин детемир, може по-лесно да влезе в нормалния инсулин на мозъка и може да възстанови инсулиновата чувствителност и действие на мозъка, което води до намален прием на храна.

Повторният интраназален инсулин (20 IU) и приложението на детемир в продължение на поне 4 месеца може също да доведе до подобрена когнитивна функция (напр. Резултати от работната памет) при пациенти с леко когнитивно увреждане и ранна болест на Алцхаймер. Освен това интраназалният инсулин може да подобри когнитивните резултати при здрави недиабетни пациенти.

В обобщение, инсулинът е ключов хормон, който регулира нивата на глюкоза и мазнини в кръвта и има няколко невропротективни и хомеостатични роли в мозъка, като задейства когницията, поведението при хранене, метаболизма на периферната енергия и емоциите. Инсулиновата резистентност се проявява при състояния като затлъстяване, диабет и болест на Алцхаймер.

Прилагането на инсулин може да подобри инсулиновата резистентност при такива нарушения, което води до по-добра хомеостаза, намаляване на телесните мазнини и подобрено познание.

Източници:

  • Лий и други, 2016. Инсулин в нервната система и ума: Функции в метаболизма, паметта и хумора. Молекулярен метаболизъм 5 (8): 589-601 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5021669/
  • Heni et al., 2015. Нарушено действие на инсулина в човешкия мозък: Метаболитни причини и последици. Nature Reviews Endocrinology 11 (12): 701-711 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26460339
  • Bilotta et al., 2017. Инсулин и мозък: сладка връзка с интензивно лечение. Списание за интензивна медицина. 32 (1): 48-58 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26168800
  • Branowska-Bik и Bik, 2017. Инсулин и стареене на мозъка. Prz Menopauzalny (сп. Менопауза) 16 (2): 44-46. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5509970/

Допълнителна информация

Осман шабир

Осман е докторант по неврология в университета в Шефилд, изучавайки въздействието на сърдечно-съдовите заболявания и болестта на Алцхаймер върху невроваскуларното свързване, използвайки предклинични модели и техники за невроизображение.

Цитати

Моля, използвайте един от следните формати, за да цитирате тази статия във вашето есе, доклад или доклад:

Шабир, Осман. (2020 г., 27 април). Как инсулинът влияе на мозъка? Новини-Медицински. Получено на 09 януари 2021 г. от https://www.news-medical.net/health/How-Does-Insulin-Affect-the-Brain.aspx.

Шабир, Осман. „Как влияе инсулинът на мозъка?“. Новини-Медицински. 09 януари 2021 г. .

Шабир, Осман. „Как влияе инсулинът на мозъка?“. Новини-Медицински. https://www.news-medical.net/health/How-Does-Insulin-Affect-the-Brain.aspx. (достъп до 09 януари 2021 г.).

Шабир, Осман. 2020. Как влияе инсулинът на мозъка? News-Medical, гледано на 09 януари 2021 г., https://www.news-medical.net/health/How-Does-Insulin-Affect-the-Brain.aspx.

News-Medical.Net предоставя тази медицинска информационна услуга в съответствие с тези условия. Моля, обърнете внимание, че медицинската информация, която се намира на този уебсайт, е предназначена да подкрепя, а не да замества връзката между пациент и лекар/лекар и медицинските съвети, които те могат да предоставят.

News-Medical.net - сайт на AZoNetwork