Когда мы говорим о весе и здоровье, мы чаще всего вспоминаем сердечно-сосудистую систему, сахарный диабет или метаболические процессы. Однако все больше научных данных указывает на то, что ожирение (ИМТ ≥ 30 кг/м²) также связано со здоровьем мозга, памятью и когнитивными функциями.
В обзоре, опубликованном в авторитетном научном журнале Nature Reviews Neurology, ученые из Мичиганского университета совместно с международными коллегами проанализировали клинические и доклинические исследования, изучающие связь между ожирением, здоровьем мозга и когнитивными функциями.
Обзор основан на данных различных популяционных, эпидемиологических и клинических исследований, в которых обобщена глобальная эпидемиология ожирения и его клиническое значение как фактора риска развития когнитивных нарушений и деменции.
Чтобы изучить связь между ожирением и здоровьем мозга, ученые в различных исследованиях использовали методы оценки структуры мозга и когнитивных функций, а также анализ биологических и метаболических показателей. Представленные ниже 4 пункта описывают биологические, нейронные, метаболические и молекулярные показатели и механизмы:
Функциональные изменения гиппокампа и префронтальной коры: Гиппокамп и префронтальная кора — это ключевые области головного мозга, отвечающие за формирование и хранение памяти, обучение, концентрацию внимания и исполнительные функции. Метаболический и воспалительный стресс, связанный с ожирением, может вызвать гиперактивацию иммунных клеток этих областей — микроглии, что приводит к повреждению нейронных синапсов и снижению синаптической пластичности. Кроме того, локальные сосудистые нарушения и сбои в клеточном метаболизме снижают усвоение энергии нейронами, что в долгосрочной перспективе может способствовать функциональному и объемному снижению этих структур.
Хроническое низкоинтенсивное воспаление: Избыточная жировая ткань способствует избыточной выработке провоспалительных цитокинов и поддержанию хронического воспаления. Эти периферические воспалительные сигналы влияют на гематоэнцефалический барьер — специализированную барьерную структуру, защищающую ткань мозга от вредных веществ и патогенов в крови. Хроническое воспаление может нарушить плотные контакты между клетками барьера и увеличить его проницаемость, что способствует развитию воспалительных процессов в центральной нервной системе.
Сосудистые и метаболические изменения: Хроническое воспаление и липидные нарушения, связанные с ожирением, могут вызвать ухудшение функции сосудов головного мозга и негативно повлиять на оптимальное кровоснабжение и нормальное функционирование ткани мозга. Кроме того, периферическая инсулинорезистентность способствует нарушению сигнальных путей инсулина в мозге. Поскольку инсулин участвует в регуляции метаболизма нейронов, синаптической пластичности и выживания клеток в мозге, инсулинорезистентность может нарушить метаболические и сигнальные процессы, участвующие в формировании памяти и когнитивных функциях.
Гипоталамус и двусторонняя обратная связь: Ожирение может нарушить функционирование гипоталамуса — области мозга, участвующей в регуляции голода, насыщения и энергетического баланса. В норме лептин (гормон сытости), вырабатываемый в жировой ткани, и инсулин, выделяемый поджелудочной железой, поступают через кровоток в гипоталамус и передают мозг сигнал о насыщении. Однако при ожирении избыток насыщенных жирных кислот в крови и воспалительные молекулы, выделяемые избыточной жировой тканью, активируют иммунные клетки мозга (микроглию и астроциты), что вызывает локальное нейровоспаление гипоталамуса. Этот процесс снижает чувствительность гипоталамуса к этим гормонам, развивается лептинорезистентность и инсулинорезистентность, из-за чего ослабевает реакция мозга на сигналы сытости. Эти изменения затрудняют контроль аппетита и поддержание здорового веса, что способствует длительному сохранению ожирения.
Результаты высокотехнологичных исследований визуализации, проведенных для изучения структурных изменений мозга, показывают, что ожирение связано с анатомическими изменениями мозга.
Уменьшение объема серого вещества: Согласно некоторым нейровизуализационным исследованиям, более высокий индекс массы тела ассоциируется с меньшим объемом серого вещества в таких областях мозга, как: префронтальная кора (участвующая в принятии решений, самоконтроле и управлении импульсами), гиппокамп (связанный с памятью и способностью к обучению) и стриатум (полосатое тело, включенное в работу системы мотивации и удовольствия/вознаграждения). При этом ученые отмечают, что в случае снижения веса в некоторых исследованиях нейровизуализация показала частичное восстановление объема серого вещества мозга, что также может отразиться на улучшении когнитивных способностей. Однако для определения масштаба и продолжительности этих эффектов необходимы дополнительные исследования.
Микроструктурные изменения белого вещества: Согласно исследованиям, высокий индекс массы тела может быть связан с изменением структурных особенностей белого вещества. Белое вещество состоит из нервных волокон (своеобразных «проводов» мозга) и миелиновой оболочки, которая обеспечивает их электроизоляцию и предотвращает рассеивание нервного сигнала. Следовательно, нарушение плотности и целостности этих структур может замедлить или затруднить обмен информацией между различными областями мозга.
Изменение функциональных связей мозга и оценка когнитивных функций (познавательные способности)
Исследования функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) показывают, что на визуальные стимулы высококалорийной пищи у людей с ожирением области удовольствия и мотивации могут активироваться более интенсивно, в то время как активность префронтальной коры, участвующей в контроле импульсов, может быть относительно ниже. Простыми словами, возрастает желание принимать пищу, а механизм ее «торможения» ослабевает. Эти данные позволяют ученым предположить, что такой дисбаланс между системой когнитивного контроля и системой реагирования на стимулы может затруднить саморегуляцию пищевого поведения и ограничение приема пищи.
Кроме того, из-за возможного уменьшения объема гиппокампа (центра памяти) считается, что у людей с ожирением может чаще проявляться ухудшение эпизодической памяти, то есть им может быть сложнее запоминать или воспроизводить конкретные события, факты и детали.
«Двусторонний» замкнутый круг
Научная литература указывает на то, что эта связь может образовывать двусторонний замкнутый круг: функциональные изменения в сетях мозга, участвующих в самоконтроле и регуляции поведения, могут способствовать импульсивному питанию, что в свою очередь ведет к набору веса. С другой стороны, метаболические, воспалительные и сосудистые нарушения, связанные с избыточным весом, могут вызывать дополнительные структурные изменения в мозге и снижать когнитивные способности, что затрудняет выход из этого замкнутого круга.
Долгосрочные наблюдения показывают, что люди, страдающие ожирением в среднем возрасте (в возрасте 40-50 лет), в пожилом возрасте могут иметь более высокий риск развития болезни Альцгеймера или сосудистой деменции, чем лица с нормальным весом.
Авторы обзора подчеркивают, что управление ожирением с помощью здорового питания, физической активности и, при необходимости, медикаментозного лечения или бариатрической хирургии может быть одной из важных стратегий снижения риска когнитивных нарушений и развития деменции, связанных с ожирением. Однако эти подходы не гарантируют профилактику деменции, и для определения их точного влияния необходимы дополнительные исследования.
