Alchajmerova bolest kao "tip 3 dijabetes"

"Moždani" insulin

Dugo godina je mozak smatran za organ koji ne reaguje na insulin, uprkos činjenici da su u CNS-u  identifikovani kako insulin tako i insulinski receptori. Eksperimentalni podaci pokazuju da najveća količina insulina u mozgu potiče iz pankreasa, ali male količine se sintetišu i lokalno, u nervnom tkivu.

Poslednjih godina se došlo do saznanja koja potvrđuju da  insulin učestvuje u mnogim fiziološkim i patofiziološkim funkcijama CNS-a, a insulinska imunoreaktivnost se uočava u celom  mozgu sa najvećim koncentracijama u bulbus olfactorius, hipotalamusu, korteksu, malom mozgu,  hipokampusu i srednjem režnju hipofize. Područja sa najvećim brojem insulinskih receptora su područja sa najvišim nivoima insulina. Insulin je u mozgu uključen u mnoge regionalno specifične regulacijone mehanizme uključujući: preživljavanje neurona, učenje i pamćenje, regulaciju energije, homeostazu i reprodukciju. Insulin reguliše unos hrane, telesnu masu, periferno skladištenje masti, glukoneogenezu u jetri, reproduktivnu endokrinu osu i kompenzatorno lučenje hormona koji sprečavaju hipoglikemiju.

Insulin i insulinski receptori su ključni za učenje i pamćenje. Najveći broj insulinskih receptora je na neuronima, a mali broj je u glija ćelijama. Kada se insulin veže za receptor na sinapsi, pokreće se mehanizam koji je neophodan da funkciju nervnih celija i formiranje engrama pamćenja.

"Pokazali smo da  insulin-like growth factor reguliše učenje i memoriju" rekao je Douglas N. Ishii, profesor u Department of Biomedical Sciences na Colorado State University . "Pokazali smo da blokiranjem insulin-like growth factora u mozgu blokirate vaše učenje i memoriju".

Alchajmerova bolest i rezistencija na insulin

Alchajmerova bolest je najčešći kognitivni poremećaj kod čoveka, a manifestuje se nepovratnim gubitkom memorije. Značaj problema je potenciran činjenicom da se procenjuje da u svetu 24 miliona ljudi boluje od demencije, a očekuje se da se broj obolelih udvostručava svakih 20 godina u budućnosti

Sa neuropatološkog gledišta, bolest karakterišu:

·  neuritični (senilni) plakovi - ovalne mikroskopske lezije u vanćelijskom prostoru mozga, sa strukturom koju čini centralno proteinsko jezgro uglavnom sastavljeno od fibrilarnog proteina, b-amilioidnog peptida (Ab), koje je okruženo distrofičkim nervnim završecima i
·   neurofibrilarna klubad  lokalizovana unutar samih neurona i čine ih parni helikalni filamenti hiperfosforilisanog tau proteina, koji svoje patofiziološko delovanje ostvaruju remećenjem citoskeleta neurona, sa posledičnom neurodegeneracijom i smrću neurona.
.
Alchajmerova bolest ima i karakteristične molekularne i biohemijhske abnormalnosti uključujući  ; poremećen energetski metabolizam; neurotransmitersku i  mitohondijalnu disfunkciju; hronični oksidativni stres i oštećenje DNA. Bolje razmevanje ove složene patogeneze koja leži u osnovi bolesti zahteva okvir koji mehanicistički povezuje sve ove fenomene.

Teorija da je Alchajmerova bolest delimično izazvana rezistencijom na insulin  izazvala je veliko interesovanje naučnika pa se danas smatra da to predstavlja kariku koja nedostaje u objašnjenu složene patogeneze bolesti.Insulinska rezistencija sa hiperinsulinemiom i posledičnim poremećajem energenstkog metabolizma može pospešiti neurodegeneraciju i ubrzati razvoj Alchajmerove bolesti. Poremećaj insulina dešava se rano na početku bolesti , a istraživači ukazuju da postoje dve abnormalnosti vezane za insulin kod Alchajmerove bolesti. Prvo, nivo insulina opada sa progresijom bolesti. Drgo, inuslin i njegov protein -- insulin-related growth factor-I -- gube mogućnost da se vezuju za celularne receptore. To stvara rezistenciju na insulin growth factor, uzrokujući neuronalnu disfunkciju i smrt. Energetski metabolizam je takodje povezan i sa drugim neurotransmiterima koji su odgovorni za kogniciju kao što je acetil holin.Prethodno  ukazuje da Alchajmerova bolest može biti neuroendokrinog porekla ili poseban tip dijabeta.U najodmaklijoj fazi bolesti insuliunski receptori su 80% niži nego u normalnom mozgu.

 “Tip 3 dijabetes”

Istraživanja koja nude nove dokaze da  Alchajmerova bolest može biti nova, treća forma dijabeta je publikovano 10. februara u " Proceedings of the National Academy of Sciences".

Naučnici sa Univeziteta Nortvestern su otkrili zašto je signaliranje mozga na insulin (ključno za formiranje memorije) prestalo kod  Alchajmerovoj bolesti. Saznalo se da toksični protein koji se nalazi u mozgu osoba obolelih od Alchajmerove bolesti onesposobljava insulinske receptore sa nervnih ćelija ostavljajući ih bez mogućnosti da reaguju na insulin (protein, koji je poznat po tome što napada sinapse za stvaranje memorije, naziva se ADDL - "amyloid ß-derived diffusible ligand."). Zajedno sa ostalim istraživanjima koja pokazuju da su nivoi insulina u mozgu i njegovim receptorima niži kod osoba sa Alchajmerovom bolešću, Nortvestern studija je bacila svetlo na novu ideju da Alchajmerova bolest postane dijabetes "tip 3".

" Senzitivnost na insulin opada sa godinama, što predstavlja dodatni rizik za Alcheimerovu bolest. Naši rezultati ukazuju da podržavanje insulinskog signala može smanjiti neuronalnu oštetu Saznali smo da povezivanje ADDL-a sa sinapsom na neki način sprečava insulinske receptore da se nagomilavaju na sinapsi kad je to potrebno", rekao je Dr. William L. Klein, profesor neurobiologije i psihologije na Vijnberg Koledžu za umetnost i nauku, koji je predvodio tim istraživaca. " Umesto toga, oni se gomilaju na mestu gde su stvoreni, u telu ćelije, blizu nukleusa. Insulin ne može da dopre do njih". Ovo otkriće je prvi molekularni dokaz koji potvrduje da kod Alchajmerove bolesti nervne ćelije postaju rezistentne na insulin.

Ova hipoteza je direktno ispitana postmortem istraživanjima pacijenata sa odmaklom bolešću gde je dokazan veliki broj defektnih insulinskih receptora u mozgu pacijenata i viši nivo nemetabolisane glukoze u cerebralnoj krvi. Osobe koje pate od Alchajmerove bolesti imaju niže koncentracije insulina u cerebrospinalnoj tečnosti i više koncentracije insulina u plazmi, ukazujući na narušen moždani metabolizam.

Positron emisiona tomografija sa  [18F] fluorodeoxyglucosom kojom je praćen metabolizam glukoze kod  Alcheimerove bolesti ukazuje na konzistentni obrazac smanjenja metabolizma glukoze u limbickoj areji (hipocampus, girus cinguli, temporalni region). Ovaj poremećaj perizistira uprkos remisiji simptoma. Abnormalnosti koje su vidjene u ovim mozgovima, uključujući i abnormalnost  IGF koji je veoma značajan za celularnu funkciju, bile su sasvim slične efektu dijabeta tip I i tip II, bez obzira što ovi pacijenti nisu bolovali od šećerne bolesti. Na osnovu toga zaključeno je da Alchajmerova bolest može predstavljati moždano - specifičnu formu dijabeta nazvanu  "tip 3 dijabetes."

Termin “tip 3 dijabetes” jasno reflektuje činjenicu da AD predstavlja formu dijabeta koja selektivno zahvata mozak .

Terapijske implikacije

Saznanje da je Alchajmerova bolest tip moždanog dijabetesa, otvara put novim molekularnim  istraživanjima koja mogu konačno ukazati na adekvatne terapijske strategije. Istraživači Northwestern University su saopštili da insulin kao i lekovi dizajnirani da povećaju senzitivnost insulina u mozgu, štiteći memorijske sinapse od oštećenja, mogu usporiti ili sprečiti oštećenje memorije uzrokovano toksičnim dejstvom proteina. U Mount Sinai Medical Center u New Yorku istraživači su pokazali da dijabetičari koji uzimaju insulin kao i tabletarne antidijabetike imaju manju incidencu Alzheimerove bolesti.
 
 Adekvatna ispitivanja i razvoj lekova, iz terapeutskog arsenala za tip 2 dijabeta, kod koga osobe postaju insulino rezistentne, mogu biti primenjeni u tretmanu Alchajmerove bolesti. Takodje treba imati u vidu da, kao i za druge forme dijabeta, postoje jasne indicije da poboljšanje kvaliteta života uključujući dijetu i vežbe mogu takodje imati značajan efekat na tok i razvoj Alzheimerove bolesti.