Согласно данным нового исследования ученых из ученые Цзилиньского университета и Китайского медицинского университета, высокий уровень сахара в крови ускоряет старение мозга и повышает риск развития сразу семи серьезных заболеваний, включая деменцию, болезнь Альцгеймера и депрессию.
Мозг человека естественно меняется с возрастом, уменьшаясь в размере и объеме после 30—40 лет. Но иногда он стареет быстрее, чем положено, и это повышает риск ранней потери памяти, нарушений мышления и ряда мозговых расстройств. Что именно задает скорость старения мозга, до сих пор изучено плохо, поэтому ученые взялись за метаболизм — то есть за химические реакции, которые превращают пищу в энергию.
Как проводилось исследование
Ученые проанализировали генетические данные, информацию о здоровье и снимки мозга из UK Biobank. По снимкам мозга они выделили измеримые признаки — размер отдельных областей, свойства тканей, структурные изменения. Затем обучили алгоритмы машинного обучения предсказывать возраст человека по этим признакам, и лучше всех справился один статистический метод (регрессионная модель LASSO) со средней ошибкой 3,26 года.
«Мы объединили мультимодальные данные нейровизуализации (МРТ), плазменной метаболомики и геномики из UK Biobank, чтобы выявить метаболические маркеры старения мозга и оценить их причинную значимость. Используя 1079 фенотипов, полученных при визуализации, от 4333 здоровых участников, мы обучили и проверили модели машинного обучения для предсказания возраста мозга, причем регрессионная модель LASSO показала наилучшие результаты. Затем разрыв возраста мозга был оценен у 37 458 участников», — отмечают авторы исследования.
По лучшей модели ученые рассчитали для десятков тысяч людей значение BAG, показывающее, насколько предсказанный возраст мозга выше или ниже реального возраста человека и на сколько лет.
Главный вывод
Затем исследователи сопоставили эти данные с анализами крови тех же людей и нашли девять молекул, заметно связанных со значением BAG. Сильнее всех оказалась связана глюкоза — чем выше ее уровень в крови, тем больше признаков старения на снимках мозга и тем старше он выглядит.
Семь болезней мозга
Высокий сахар оказался связан и с повышенным риском развития семи состояний, которые бьют по работе мозга. Клинически повышенная глюкоза в плазме была положительно связана с семью мозговыми расстройствами, включая деменцию, болезнь Альцгеймера, сосудистую деменцию, болезнь Паркинсона, инсульт, депрессию и тревогу, и отрицательно связана с когнитивными показателями, двигательной функцией и исходами психического здоровья.
Более высокие концентрации глюкозы также были связаны с уменьшением объема областей мозга в 80 кортикальных, субкортикальных и мозжечковых регионах. Эти результаты указывают на метаболизм глюкозы как на модифицируемый путь в старении мозга, с перспективами для стратегий раннего вмешательства, направленных на сохранение здоровья мозга на протяжении всей жизни.
Ранее был найден молекулярный механизм, связанный со старением мозга и ухудшением памяти.