Новая радость от старения: как ваше ожирение портит вам мозг

Долгосрочные схемы ожирения связаны со старением мозга и снижением когнитивных функций.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Mental Health, показало, что различные варианты изменения веса тела со временем связаны с заметными отличиями в мозговой структуре, функциях мозга и когнитивных способностях у взрослых. У людей, у которых уровень ожирения со временем увеличивался или оставался высоким в течение многих лет, отмечались более серьезные аномалии в мозге и низкие когнитивные показатели. В то время как те, кто терял вес или поддерживал низкий уровень жира в организме, имели меньше признаков изменений в мозге.
Хотя ожирение уже связано с изменениями в мозге и когнитивной деятельности, большинство предшествующих исследований основывались только на моментных снимках. Ученые сомневались, действительно ли эффекты ожирения на мозг зависят от того, как со временем меняется вес человека. Они также хотели выяснить, имеют ли долгосрочные паттерны ожирения разные последствия по сравнению с краткосрочными изменениями веса. Чтобы восполнить эти пробелы, команда проанализировала долгосрочные данные о здоровье и широкий спектр измерений жира в теле, а не полагалась только на индекс массы тела, который не может отличить жир от мышц или показать распределение жира.
«С возрастом многие из нас начинают задумываться, можем ли мы взять под контроль свое здоровье, чтобы улучшить качество жизни. Метаболическая система играет ключевую роль в общем состоянии здоровья, включая здоровье мозга. Это пробудило мой интерес к исследованию того, как изменяемые факторы, такие как ожирение, могут влиять на функции мозга и помогает ли управление этими факторами поддерживать когнитивное здоровье по мере старения», – объяснила автор исследования Анци Цюи, профессор Гонконгского политехнического университета.
Исследование опиралось на данные UK Biobank, крупного исследовательского проекта, который наблюдает за более чем 500 тыс. людей в Великобритании с 2006 года. Для этого анализа исследователи сосредоточили внимание на 50,538 участниках, у которых были проведены детальные измерения ожирения в два или три различных момента времени в среднем за девять лет. Эти измерения включали индекс массы тела, окружность талии, соотношение талии к бедрам и процент жира в различных областях тела. Также были доступны сканирования мозга и когнитивные тесты для подгруппы участников. После строгого контроля качества в анализ изображения мозга было включено около 24 тыс. участников, а в тестировании когнитивных функций – более 22 тыс.
Команда использовала современные статистические методы, чтобы выявить пять различных паттернов ожирения с течением времени. Около 25% участников принадлежали к группе „низкий-стабильный“, у которых уровень жира оставался низким на протяжении лет. Примерно 48% находились в группе „умеренный-стабильный“ с стабильными, но умеренными уровнями ожирения, тогда как около 14% оставались с высокими уровнями ожирения („высокий-стабильный“). Меньшие группы либо демонстрировали „увеличивающееся“ ожирение (около 8%), либо „уменьшающееся“ (около 6%).
Когда исследователи сравнили эти группы, они обнаружили поразительные различия в структуре мозга. Участники, поддерживавшие низкие уровни ожирения, показали самые здоровые профили мозга. Те, кто находился в группе уменьшения, то есть терял вес со временем, имели минимальные изменения в мозге, только небольшие участки утончения в средних височных и парагиппокампальных областях. Напротив, группы с увеличением и стабильным ожирением показали прогрессирующее утончение по всей коре, уменьшение объемов в глубоких структурах мозга, таких как таламус и путамен, а также нарушения в связности мозговых сетей.
Самые серьезные изменения наблюдались в группе с высоким стабильным уровнем. У этих участников отмечалось обширное утончение почти по всему мозгу, уменьшение объемов в нескольких подкоровых областях и нарушенная коммуникация между несколькими мозговыми сетями, включая те, которые связаны с движением, регуляцией эмоций и сенсорной обработкой. Эти паттерны напоминали изменения в мозге, обычно ассоциируемые с ускоренным старением.
«Меня удивило, что высокий уровень ожирения, поддерживаемый на длительном сроке, может ускорить старение мозга», – сказал Цюи в интервью. «Это подчеркивает, как хронический метаболический стресс может иметь долговременные последствия для здоровья мозга, помимо того, что мы обычно ожидаем от физических результатов здоровья».
Когнитивные различия отражали эти результаты по мозгу. По сравнению с группой с низким стабильным уровнем, люди из групп умеренного стабильного, увеличивающегося и высокого стабильного уровня показывали более низкие результаты на тестах на логическое мышление, рабочую память и визуомоторную скорость. Например, люди с постоянно высокими уровнями ожирения медленнее сопоставляли символы с цифрами и демонстрировали худшие результаты в задачах на рабочую память. Интересно, что некоторые группы с более высокими уровнями ожирения немного лучше справлялись с тестами на визуальную память, что, возможно, отражает различные адаптации мозга.
Анализ медиации показал, что изменения в структуре и функции мозга частично объясняют связь между траекториями ожирения и когнитивной производительностью. В частности, утончение коры, уменьшение объемов в ключевых областях мозга, таких как таламус и ядро accumbens, и ослабление связей в сети помогли объяснить медленные скорости обработки и худшую память у участников с более высокими или увеличивающимися уровнями ожирения.
Эти результаты предоставляют убедительные доказательства того, что «поддержание здорового веса на длительный срок может положительно сказаться на здоровье мозга», – добавил Цюи. «Наши результаты предполагают, что управление весом важно не только для физического здоровья, но и для поддержания лучшей функции мозга по мере старения».
У исследования было несколько сильных сторон, включая большой объем выборки, использование различных измерений жира в теле и всесторонние тестирования мозга и когнитивные тесты. Однако также имелись и ограничения. Большинство участников были среднего возраста или старше, и принадлежали к европейской расе, что ограничивает обобщаемость результатов для более молодых или более разнообразных популяций. Исследование также опиралось на однократные сессии сканирования мозга, а не на многократные суточные, что делает сложнее отслеживать изменения в мозге. Кроме того, доступно всего несколько временных точек измерений ожирения, что означает, что более сложные схемы изменения веса, такие как повторяющиеся циклы набора и потери веса, не могут быть полностью учтены.
«Существует несколько важных ограничений», – отметил Цюи. «Во-первых, поскольку исследование носит наблюдательный характер, мы не можем делать выводы о причинно-следственной связи. Во-вторых, наши результаты основаны на определенных когорт населения, поэтому необходимы дальнейшие исследования в более разнообразных группах, чтобы подтвердить обобщаемость результатов».
Будущие исследования могут расширить эти результаты, исследуя более разнообразные популяции, включая молодых взрослых, и отслеживая как изменения в мозге, так и комплекцию тела в течение более длительных периодов. Также будут изучены, могут ли вмешательства, способствующие снижению веса или стабильности веса, помочь сохранить здоровье мозга и когнитивные функции по мере старения людей.
«Мы стремимся дальше изучить, какие конкретные области жира в теле имеют наибольшее влияние на здоровье мозга в процессе старения», – объяснила Цюи. «Понимание этих взаимосвязей более подробно может помочь определить целенаправленные стратегии для сохранения когнитивной функции и содействия здоровому старению мозга».
Исследование «Долгосрочное ожирение влияет на морфологию мозга, функциональную связанность и когнитивные функции у взрослых» написано Дие Чжангом, Ченье Шеном, Нангуангом Ченом, Чаоцянем Лю, Цзюнем Ху, Куи Каем Лау, Чжибо Вэнем и Анци Цюи.