Повышенный уровень глюкозы в крови связан с более быстрым старением мозга

Известно, что человеческий мозг естественным образом изменяется с возрастом, уменьшаясь в размере и объеме после 30-40 лет. Однако в некоторых случаях он может стареть быстрее, чем ожидалось, что может увеличить риск ранней потери памяти, снижения когнитивных функций и некоторых заболеваний головного мозга. Ускоренное старение мозга связывают с различными неврологическими и психиатрическими расстройствами, а также с некоторыми нейродегенеративными заболеваниями. Однако факторы, влияющие на скорость старения мозга, до сих пор не были четко и всесторонне изучены.

Недавно исследователи из Цзилиньского университета и Китайского медицинского университета проанализировали имеющиеся данные нейровизуализации, геномики и биологии, чтобы лучше понять вклад метаболических процессов в старение мозга. Их выводы, опубликованные в журнале Molecular Psychiatry , предполагают, что более высокий уровень глюкозы в крови связан с ускоренным старением мозга.

Чтобы изучить биологические основы старения мозга, исследователи проанализировали данные из UK Biobank — крупной биомедицинской базы данных, содержащей данные о здоровье, генетические данные и данные визуализации, собранные у тысяч людей, проживающих в Великобритании. Анализируя снимки мозга этих людей, они получили измеримые характеристики мозга, такие как размер определенных областей мозга, характеристики тканей и структурные изменения. Впоследствии они обучили алгоритмы машинного обучения прогнозировать возраст людей на основе выявленных ими характеристик мозга. Они обнаружили, что конкретный статистический метод, известный как модель регрессии с наименьшим абсолютным сжатием и отбором переменных (LASSO), лучше всего предсказывает возраст мозга людей со средней погрешностью 3,26 года.

«Мы интегрировали мультимодальные данные нейровизуализации (МРТ), метаболомику плазмы и геномные данные из британского биобанка, чтобы выявить метаболические маркеры старения мозга и оценить их причинно-следственную связь, — написали Чжирон Ли, Ятин Мяо и их коллеги в своей статье. - Используя 1079 фенотипов, полученных с помощью методов визуализации (IDP), от 4333 здоровых участников, мы обучили и проверили модели машинного обучения для прогнозирования возраста мозга, при этом модель регрессии LASSO показала наилучшие результаты. Затем была оценена разница в возрасте мозга (BAG) у 37458 участников».

Используя наиболее эффективную модель LASSO, исследователи рассчитали значение, называемое BAG, для тысяч людей, включенных в базу данных UK Biobank. По сути, это значение указывает, выше или ниже прогнозируемый возраст мозга человека по сравнению с его фактическим возрастом, и на сколько лет. Затем Ли, Мяо и их коллеги проанализировали метаболомные данные, полученные из образцов крови тех же людей. Это позволило им идентифицировать девять молекул в крови, которые, по-видимому, были значительно связаны со значениями BAG.

Примечательно, что уровень глюкозы, по-видимому, имел наиболее сильную связь со значениями BAG. В частности, более высокие уровни глюкозы в крови были связаны с мозгом, который демонстрировал больше признаков старения на снимках и, следовательно, выглядел старше своего фактического возраста.

«Анализ ассоциаций у 21 780 человек выявил девять метаболитов плазмы, значимо связанных с BAG после поправки Бонферрони, при этом глюкоза показала наиболее сильный эффект, — написали Ли, Мяо и их коллеги. - Полногеномные исследования ассоциаций (GWAS) выявили 392 ассоциированных с BAG однонуклеотидных полиморфизма, а двухвыборочная менделевская рандомизация  предоставила доказательства, подтверждающие потенциальную причинную роль глюкозы в ускорении старения мозга».

Данное исследование предоставляет доказательства того, что глюкоза в крови может способствовать процессам, связанным с ускоренным старением мозга. Интересно, что исследователи обнаружили, что более высокий уровень глюкозы в крови также связан с повышенным риском развития семи различных заболеваний, влияющих на функцию мозга.

«В клинической практике повышенный уровень глюкозы в плазме крови положительно коррелировал с семью заболеваниями головного мозга, включая деменцию любой этиологии, болезнь Альцгеймера, сосудистую деменцию, болезнь Паркинсона, инсульт, депрессию и тревожность, и отрицательно коррелировал с когнитивными функциями, двигательной активностью и показателями психического здоровья», — написали авторы - Более высокие концентрации глюкозы также были связаны с уменьшением региональных объемов головного мозга в 80 корковых, подкорковых и мозжечковых областях. Эти результаты указывают на метаболизм глюкозы как на изменяемый механизм старения мозга, что имеет значение для стратегий раннего вмешательства, направленных на сохранение здоровья мозга на протяжении всей жизни».

В будущих исследованиях можно было бы вдохновиться результатами работы команды и более подробно изучить связь между повышенным уровнем глюкозы и старением мозга, возможно, сосредоточившись на конкретных нейродегенеративных или нейропсихиатрических заболеваниях. В конечном итоге, недавняя работа Ли, Мяо и их коллег может внести вклад в разработку стратегий мониторинга и сохранения здоровья мозга.

Игорь НАУМОВ