Сахарные ужасы: как сладости влияют на наш мозг

Даже у здоровых людей высокий уровень сахара в крови связан с нарушением работы мозга. Новое исследование, опубликованное в журнале "Неврология старения", предполагает, что даже у людей без диабета повышенный уровень сахара в крови может быть связан с ослаблением мозговой функции в сетях, отвечающих за автономную регуляцию. Исследование, проведенное учеными из Baycrest Health Sciences и Университета Торонто, показало, что повышенные уровни гликированного гемоглобина — меры долгосрочного уровня сахара в крови — были связаны как с низкой вариабельностью сердечного ритма, так и со слабой связью между областями мозга, которые регулируют автоматические ответы организма. Эти связи были более выражены у пожилых людей и, по некоторым показателям, различались между мужчинами и женщинами.

Целью исследования было прояснить, существуют ли связи, наблюдаемые у людей с диабетом, такие как взаимосвязь между уровнем сахара в крови, сердечным здоровьем и работой мозга, также у здоровых людей. Предыдущие исследования показали, что у людей с диабетом часто происходят изменения в функционировании мозга, особенно в областях, связанных с регуляцией автономной нервной системы, которая контролирует сердечный ритм, кровяное давление и другие важные функции.

Однако оставалось неясным, распространяются ли эти паттерны на людей без диабета, но с изменчивостью уровня сахара в крови. Исследователи также хотели изучить, как эти взаимосвязи могут различаться по возрасту и полу, факторам, влияющим как на метаболическую, так и на мозговую функцию.

Для исследования этих вопросов исследователи использовали данные из набора данных LEMON — открытой базы данных, сосредоточенной на взаимодействии разума, тела и эмоций. Из первоначальной выборки из 227 здоровых людей исследователи исключили тех, у кого были отсутствующие или некачественные данные, в результате чего конечная выборка составила 146 участников. В эту группу вошли 114 молодых людей (средний возраст 25 лет) и 32 пожилых человека (средний возраст 68 лет) с представителями обоих полов.

Участников прошли несколько процедур. У них взяли кровь для измерения уровня гликированного гемоглобина (HbA1c), который отражает средний уровень сахара в крови за последние три месяца. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) использовалась для оценки активности мозга во время отдыха участников, а данные электрокардиограммы (ЭКГ) были собраны одновременно для оценки вариабельности сердечного ритма. Вариабельность сердечного ритма относится к естественной изменчивости времени между сердечными сокращениями и считается показателем активности автономной нервной системы. Исследователи сосредоточились на двух конкретных показателях вариабельности сердечного ритма: RMSSD и высокочастотной ВСР, которые отражают функцию парасимпатической нервной системы.

Что касается данных о мозге, исследователи изучили функциональную связь в состоянии покоя — меру того, насколько хорошо разные части мозга функционируют вместе во время отдыха. Они сосредоточились на двух сетях. Первая — это подмножество центральной автономной сети (называемой S-CAN), которая включает инсулы и миндалевидные тела и имеет важное значение для регуляции внутреннего состояния организма. Вторая была сетью значимости, которая включает пересекающиеся области, но более вовлечена в обработку эмоционально значимой информации.

Результаты исследования выявили несколько ключевых закономерностей. В выборке повсюду более высокие уровни HbA1c были связаны с более низкой вариабельностью сердечного ритма, что предполагает снижение парасимпатической активности. Эта связь была сильнее у пожилых людей, но не различалась по половому признаку. Аналогично, более высокие уровни HbA1c были связаны со слабой связью в S-CAN, но не в сети значимости. В очередной раз эта связь была более выражена у пожилых людей, особенно в правом полушарии мозга. Эти результаты предполагают, что даже при отсутствии диабета более высокие уровни сахара в крови могут быть связаны с менее эффективным функционированием мозга в областях, связанных с автономной регуляцией, особенно с возрастом.

Исследование также показало, что более низкая вариабельность сердечного ритма связана со слабой связью внутри S-CAN. Интересно, что эти связи были сильнее у женщин, чем у мужчин, и были более выражены в левом полушарии. Эта закономерность предполагает, что, в то время как возраст может усиливать связь между уровнем сахара в крови и функцией мозга, пол может влиять на то, как активность автономной нервной системы относится к мозговой связи. Примечательно, что участницы исследования не имели значительных различий в уровнях сахара в крови или вариабельности сердечного ритма по сравнению с мужчинами, но связь между вариабельностью сердца и функцией мозга была сильнее.

Исследователи интерпретируют эти результаты как свидетельство того, что здоровые люди с немного повышенным уровнем сахара в крови — включая тех, кто в преддиабетном диапазоне — могут уже испытывать изменения в том, как функционируют их мозговые сети. Они подчеркивают, что эти эффекты касаются скорее всего тонких изменений, однако их можно обнаружить, и они акцентируют внимание на важности учета возраста и пола при изучении этих связей.

Хотя исследование предоставляет новые данные, у него также есть ограничения. В выборке было меньше пожилых людей, чем молодых, и в среднем возрасте участников не было, что затрудняло выводы на весь взрослый жизненный цикл. Набор данных также не содержал информации о расе, этнической принадлежности и приеме медикаментов, что могло бы повлиять как на метаболическое, так и на неврологическое здоровье. Кроме того, методы визуализации не охватывали ствол мозга, область, играющую ключевую роль в автономной регуляции и являющуюся частью полной центральной автономной сети.

Исследователи также отмечают, что различия в положении участников во время сбора данных — участники лежали для МРТ и сидели для записи сердца — могли внести изменчивость, хотя это, вероятно, затронуло бы всех участников одинаково. Наконец, поскольку исследование было перекрестным, нельзя установить, вызывает ли высокий уровень сахара изменения в функции мозга или наоборот.

Несмотря на эти ограничения, исследование расширяет наше понимание того, как метаболическое здоровье связано с активностью мозга, даже у людей без диагноза диабет. Оно предполагает, что тонкие изменения в уровне сахара могут быть связаны с функцией мозга в сетях, ответственных за регулирование телесных систем, и что эти связи варьируются по возрасту и полу. В будущем исследовании можно будет изучить, приводит ли улучшение контроля уровня сахара в крови у здоровых людей к заметным изменениям в функции мозга и различаются ли эти эффекты по демографическим группам.

Исследование "Ассоциации между контролем гликемии, сердечной вариабльностью и автономной функцией мозга у здоровых людей: различия по возрасту и полу" было проведено Джеффри X. Ю, Ахмадом Хусейном, Линдой Мах и Дж. Жаном Ченом.