Инсулин из мозга? ⟩ Открытие, которое меняет наше представление о работе мозга

Иллюстративное фото. Фото: David Tadevosian/Shutterstock

Обычно инсулин считают гормоном, вырабатываемым поджелудочной железой и ключевым фактором при диабете. Однако новейшие научные исследования показывают: инсулин создается и в головном мозге — и это открытие может изменить наше понимание обмена веществ, когнитивных способностей и даже болезни Альцгеймера.

Инсулин, вырабатываемый в мозге: малоизвестный факт

В школе об инсулине всегда говорили в контексте поджелудочной железы. Именно там, в так называемых островках Лангерганса – скоплениях клеток, – бета-клетки вырабатывают инсулин. Этот гормон необходим организму для регуляции уровня сахара в крови: его недостаток приводит к диабету первого типа, а инсулинорезистентность – ко второму типу.

Однако еще в 1970-х годах было замечено, что в мозге содержится инсулина до ста раз больше, чем в крови. Это открытие долгое время игнорировали, считая, что весь обнаруженный в мозге инсулин поступает туда из кровотока. Доступные тогда технологии не позволяли выявить механизмы синтеза инсулина непосредственно в нервных клетках, поэтому в течение следующих трех десятилетий господствовало мнение, что мозг не способен самостоятельно его производить.

Современные исследования опровергли это заблуждение: мозг не только получает инсулин из крови, но и вырабатывает его самостоятельно – и именно там, где он необходим.

Шесть типов производителей инсулина в мозге

Оказалось, что в мозге есть не менее шести типов клеток, способных синтезировать инсулин. Некоторые из них обнаружены как у грызунов, так и у людей, другие — пока только в экспериментах на животных.

Первыми была идентифицирована клетка NGF, расположенная в области мозга, отвечающей за обучение и память. Как и в поджелудочной железе, здесь выработка инсулина зависит от уровня глюкозы — это указывает на связь между когнитивными функциями и инсулином.

Инсулин синтезируют также нейтральные стволовые клетки – те, из которых в течение жизни появляются новые нейроны. Похожие клетки находятся и в обонятельной луковице, однако роль инсулина в этой зоне пока только изучается.

Инсулин и рост: нервная связь

Один из важнейших источников инсулина в мозге – гипоталамус, область, контролирующая обмен веществ и рост. Там находятся нервные клетки, реагирующие на стресс и синтезирующие инсулин.

В 2020 году было показано, что стресс снижает выработку инсулина в гипоталамусе, что, в свою очередь, приводит к замедлению роста. У мышей длина тела уменьшалась. Оказалось, что инсулин регулирует уровень гормона роста в гипофизе, который управляет и синтезом других гормонов. Когда местного инсулина становится меньше, организм вырабатывает и меньше гормона роста.

Роль инсулина в аппетите и питании мозга

Другой интересный источник инсулина – сосудистое сплетение (corpus choroideum) стенок желудочков мозга, вырабатывающее ликвор — около полулитра в сутки. Эпителиальные клетки этой области производят также инсулин, который попадает в желудочки и далее распространяется по всему мозгу.

Исследование 2023 года показало, что именно этот мозговой инсулин влияет на аппетит у мышей: если искусственно увеличить выработку инсулина в corpus choroideum, аппетит снижается. Аналогичный эффект был отмечен в 2022 году и при активации инсулин-секретирующих нейронов в стволе мозга – активация этих клеток также уменьшала потребление пищи.

Мозговой инсулин не регулирует уровень сахара в крови, но поддерживает работу мозга

Помогает ли инсулин, вырабатываемый мозгом, регулировать уровень глюкозы в крови? На сегодня доказательств этому нет. Скорее всего, мозговой инсулин не выходит за пределы нервной системы и не выполняет роль поджелудочного инсулина.

Зато его значение велико для здоровья мозга, особенно с возрастом. Болезнь Альцгеймера нередко называют «диабетом третьего типа», потому что у пациентов ухудшается инсулиночувствительность мозга, и нервная ткань начинает хуже усваивать глюкозу. При этом энергопотребление мозга падает на 20 процентов, что резко снижает когнитивные возможности.

Исследования показали: инсулин, распыляемый в нос, способен улучшать когнитивные функции у пациентов с болезнью Альцгеймера – хотя не всегда. Также есть данные, что он может замедлять возрастное снижение использования глюкозы нервными клетками.

Однако всегда ли больше инсулина в мозге – лучше? Вовсе нет. Например, у женщин высокий уровень инсулина в ликворе часто связан, напротив, с худшей работой мозга. То есть упрощенной формулы «чем больше, тем лучше» для мозгового инсулина не существует.

Что было раньше: инсулин мозга или поджелудочной железы?

Перед учеными все еще стоит большой вопрос: что появилось раньше в эволюции – инсулин, вырабатываемый бета-клетками поджелудочной, или его синтез в нервных клетках?

Одно ясно: теперь, когда способность мозга вырабатывать инсулин неоднократно подтверждена, не за горами и обновления школьных учебников.