Новое исследование выявило связь между поджелудочной железой и гиппокампом, которая может помочь объяснить перепады настроения при биполярном расстройстве. Используя полученные от пациентов островки поджелудочной железы, исследователи обнаружили, что снижение секреции инсулина связано с повышенным уровнем RORβ, гена риска развития биполярного расстройства.
У мышей избыточная экспрессия RORβ в поджелудочной железе вызывала депрессивное поведение в течение дня и маниакальное поведение ночью из-за изменений в выделении инсулина и активности гиппокампа. Полученные данные свидетельствуют о том, что метаболические симптомы и симптомы настроения при биполярном расстройстве взаимосвязаны с помощью циркадной схемы мозг—тело.
Предлагается новое биологическое объяснение одновременного возникновения метаболических изменений и перепадов настроения при биполярном расстройстве. Как это согласуется с предыдущими исследованиями: Основано на доказательствах, связывающих передачу сигналов инсулином, циркадные ритмы и психические симптомы. Будущие результаты: Могут вдохновить на лечение, направленное на функцию поджелудочной железы или циркадную регуляцию для стабилизации циклов настроения.
В течение многих лет исследователи наблюдали, что у людей с нервно—психическими расстройствами, особенно с биполярным расстройством, часто наблюдаются метаболические симптомы, такие как нарушение регуляции уровня глюкозы или изменение уровня инсулина.
Хотя это совпадение хорошо задокументировано, биологические пути, связывающие метаболические функции с колебаниями настроения, были гораздо менее ясны. Полученные данные свидетельствуют о том, что при биполярном расстройстве нарушение регуляции в цепи поджелудочная железа—гиппокамп может лежать в основе чередующихся состояний настроения — депрессивных спадов и маниакальных подъемов — путем их связи со сдвигами в выделении инсулина и нейрональной активности.
Теперь новое исследование предполагает, что часть ответа может заключаться в удивительной связи между органами и мозгом: петле обратной связи между поджелудочной железой и гиппокампом, которая формируется под влиянием циркадных ритмов. Используя индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, полученные из островков поджелудочной железы людей с биполярным расстройством, исследователи обнаружили явную клеточную аномалию — снижение секреции инсулина. Это нарушение было связано с более высокой, чем обычно, экспрессией гена RORβ, известного фактора предрасположенности к биполярному расстройству.
Чтобы лучше понять, как RORβ может связывать метаболические симптомы и симптомы настроения, команда ученых сконструировала мышей для сверхэкспрессии этого гена именно в β-клетках поджелудочной железы. Результаты были поразительными: эти мыши демонстрировали депрессивное поведение в светлую фазу дня и маниакальное — в темную, что отражало циклические изменения настроения, наблюдаемые при биполярном расстройстве.
На клеточном уровне сверхэкспрессия RORβ во время легкой фазы подавляла высвобождение инсулина из островков поджелудочной железы. Это сопровождалось повышенной активностью в гиппокампе, области мозга, отвечающей за регуляцию настроения, память и реакцию на стресс.
Важно отметить, что эти эффекты, связанные с настроением, не ограничивались одним временным интервалом; гиперактивность гиппокампа, наблюдаемая в светлую фазу, вызывала замедленный сдвиг в метаболической функции. В темную фазу повышался выброс инсулина, активность гиппокампа снижалась, и возникало поведение, похожее на манию.
Эта динамическая картина выявила ранее не изученный механизм: двунаправленную петлю обратной связи, в которой передача сигналов инсулина поджелудочной железой влияет на активность гиппокампа, а изменения в функции гиппокампа в свою очередь влияют на выработку поджелудочной железы. Цикл работает в соответствии с циркадным ритмом, при этом сбои в одной фазе цикла приводят к изменению взаимодействия мозга и тела в следующей.
Полученные данные свидетельствуют о том, что при биполярном расстройстве нарушение регуляции в этой цепи поджелудочная железа—гиппокамп может лежать в основе чередующихся состояний настроения — депрессивных спадов и маниакальных подъемов — связывая их со сдвигами в выделении инсулина и активности нейронов. По сути, метаболические симптомы и симптомы настроения могут быть двумя сторонами одной биологической медали.
Хотя исследование было сосредоточено на биполярном расстройстве, результаты распространяются на более широкий спектр нейропсихиатрических состояний, при которых происходят метаболические изменения и нарушение регуляции настроения, такие как тяжелое депрессивное расстройство и шизофрения. Это также повышает вероятность того, что воздействие на функцию поджелудочной железы может косвенно стабилизировать мозговую деятельность и улучшить настроение.
Учитывая, что RORβ является регулятором циркадных ритмов, эта работа также подчеркивает потенциальную важность влияния времени суток как в исследованиях, так и в лечении. Вмешательства, которые согласуются с циркадными сбоями или корректируют их — будь то выбор времени приема лекарств, светотерапия или рацион питания, — могут помочь нормализовать цикл обратной связи между поджелудочной железой и гиппокампом.
Это исследование представляет собой убедительную интегративную модель биполярного расстройства, которая объединяет психиатрию, метаболизм и хронобиологию. Связывая специфический генетический фактор как с дисфункцией поджелудочной железы, так и с циклической активностью гиппокампа, она переосмысливает биполярное расстройство не только как заболевание головного мозга, но и как состояние всего организма, при котором метаболическая и нервная системы глубоко взаимосвязаны.
