Tag: АТФ

От чего может повышаться уровень мочевой кислоты, а что его снижает?

Я понимаю, что вы уже про мочевую кислоту узнали больше, чем когда-либо хотели знать, но я ее пока не оставлю ? Сегодня в режиме обрывочных размышлений. 

Вопросы, которые у меня остались после нескольких последних дней, вот такие:

 1. Почему повышен/ повышается уровень мочевой кислоты? Что на это влияет? 

 2. Что можно сделать в домашних условиях, чтобы он держался себе более-менее стабильно в рамках нормы?

 3. Что еще, кроме аллопуринола, помогает снижать уровень мочевой кислоты, и как это работает?

Еще меня не отпускает история индивидуального случая, где пациентке с манией прописали пить 5-7 дней активированный уголь, и мания прошла. Мне очень интересно, что тут сработало. 

Что пока мне понятно:

 ⁃ Мочевая кислота — это конечный продукт катаболизма АТФ, помимо прочего. Если мы вдруг себе повысили производство АТФ, “разогнав” митохондрии (либо сменой “топлива”, либо добавлением недостающих веществ, либо и тем, и другим), то у нас и уровень мочевой кислоты возрастет, так? (тогда понятно, почему высокий уровень мочевой кислоты может быть маркером мании — АТФ производится туча, он стимулирует секрецию нейротрансмиттеров, и понеслась). 

 ⁃ На очень примитивном уровне обычно говорят: “мочевая кислота — это продукт метаболизма пуринов, ешьте меньше белков, содержащих пуриновые основания, и будет вам свобода от подагры”. Но вот тут я наблюдала за собой. Мне это сказали в свое время, и я придерживалась лакто-ово-вегетарианской диеты несколько лет. И что? Лучше не стало, стало в целом хуже. Потому что нет универсальных рекомендаций, а надо смотреть особенности индивидуального организма. Потому что у меня вот, например, непереносимость казеина, и если я буду есть молочные продукты, я сильно испорчусь. А если у меня будет белковое голодание, я испорчусь тоже. И как тогда? 

 ⁃ Концентрация мочевой кислоты в крови повышается, когда она хуже выводится с мочой. Это происходит по множеству разных причин, начиная от обезвоживания и нарушения генетических механизмов выведения/ обратного всасывания/ транспорта мочевой кислоты. Но меня тут интересует момент, что мочевая кислота хуже выводится, в частности, потому, что организм старается вывести что-то другое, что он полагает более токсичным, и мочевая кислота “конкурирует за выведение” с этим. В частности, это может быть D-изомер молочной кислоты или кетоновые тела. 

 ⁃ Про D-изомер молочной кислоты интересно вот что: он в организме человека производится в минимальных количествах, и может быть преобразован в пируват соответствующим ферментом. Но если в этом ферменте сбой (вот, например, израильские ученые исследовали семью, где у всех членов семьи был сбой в этом ферменте), то происходит накопление D-лактата; в высоких концентрациях он очень токсичен (для мозжечка, в частности), поэтому организм его будет всеми силами пытаться вывести. (Но если в организме дефицит витамина В1, получаться это будет значительно хуже.)

 ⁃ А еще D-изомер молочной кислоты производится бактериями в толстом кишечнике, причем вполне теми самыми пробиотиками, от которых много всем добра, в целом, и комменсалами тоже. И дальше из этого D-лактата делаются короткоцепочечные жирные кислоты, которые питают клетки кишечника, защищают их от рака и т.п., много хорошего. Но есть нюансы. В частности, если в толстый кишечник попадет непереваренная пища, содержащая сахара и крахмал, в достаточном количестве, бактерии накрутят из нее столько D-лактата, что часть его всосется через стенку кишечника прямо как есть. (И вот тут я думаю про даму, которой прописали от мании активированный уголь, и мне становится понятно, почему сработало: активированный уголь связал избыток D-лактата в кишечнике, всасывалось его меньше, почки сумели выводить не только его, но и мочевую кислоту.)

 ⁃ Поэтому понятно, что сработало, когда мне другой врач сказал: “фигня это, что при подагре не нужно есть белковую пищу; при подагре нужно сократить количество сахара, а особенно фруктозы”. И вот это как раз сработало на ура. Я наблюдаю у себя обострения подагры после ситуаций, когда “на старуху случилась проруха” и я употребила что-то сладкое в достаточном количестве. 

 ⁃ Когда количество мочевой кислоты таково, что она начинает осаждаться, она осаждается, в общем, везде, но в суставах и почках заметнее всего. Поэтому, когда пробовали лечить подагру не только аллопуринолом, но параллельно еще цитратом натрия (это растворимая соль, “ощелачиватель мочи”), уровень мочевой кислоты снижался быстрее, чем при монотерапии аллопуринолом; а у той подгруппы, у кого функция почек была хуже всего, она заметно улучшалась при этом. Это хорошо работает для людей с ожирением и метаболическим синдромом. 

 ⁃ Кстати, у людей с повышенным уровнем мочевой кислоты лимонная кислота с мочой выводится значительно меньше, чем у людей с нормальным уровнем мочевой кислоты; организм обратно всасывает лимонную кислоту, возможно, потому что ее ему не хватает, можно добавить и посмотреть на самочувствие. (…Понятно, что лимонная кислота (цитрат) содержится в лимонном соке ? и в клюквенном в достаточном количестве тоже.)

 ⁃ Еще было интересное исследование, что при прочих равных условиях, большее количество некрахмалистых овощей в рационе способствует большему выведению мочевой кислоты с мочой (даже если в целом пуринов с пищей поступает меньше).

 ⁃ А кетогенная диета при этом что? Ну вот пишут, что да, у людей, переходящих на кето первый раз, с вероятностью 1-2% может быть обострение подагры (причем как у тех, кто ею болел раньше, так и у тех, кто не болел); но в принципе хорошо подобранный рацион на кето удерживает уровень мочевой кислоты стабильным (если не “срываться во все тяжкие”, как на Новый год :)) Но надо наблюдать и, если и экспериментировать, то под наблюдением толкового врача и ориентируясь на противопоказания.

Итого, что имеем. Если мочевая кислота высокая, я могу: начать есть больше некрахмалистых овощей, пить больше воды (с лимонным или клюквенным соком без сахара), сократить сахар и крахмал, белком не злоупотреблять, принимать В-комплекс с витамином В1 в достаточном количестве. Знаю про активированный уголь, ощелачиватели мочи и аллопуринол, чтобы при необходимости обсуждать с лечащим врачом. 

Zhang Y, Chen C, Choi H, et al Purine-rich foods intake and recurrent gout attacks Annals of the Rheumatic Diseases 2012;71:1448-1453.

Saito J, Matsuzawa Y, Ito H, Omura M, Ito Y, Yoshimura K, Yajima Y, Kino T, Nishikawa T. The alkalizer citrate reduces serum uric Acid levels and improves renal function in hyperuricemic patients treated with the xanthine oxidase inhibitor allopurinol. Endocr Res. 2010;35(4):145-54. doi: 10.3109/07435800.2010.497178. PMID: 20958145; PMCID: PMC3413920.

Saito, Jun & Matsuzawa, Yoko & Ito, Hiroko & Omura, Masao & Kino, Tomoshige & Nishikawa, Tetsuo. (2013). Alkalizer Administration Improves Renal Function in Hyperuricemia Associated with Obesity. Japanese clinical medicine. 4. 1-6. 10.4137/JCM.S10056. 

Kanbara, A., Hakoda, M. & Seyama, I. Urine alkalization facilitates uric acid excretion. Nutr J 9, 45 (2010). https://doi.org/10.1186/1475-2891-9-45

Drabkin, M., Yogev, Y., Zeller, L., Zarivach, R., Zalk, R., Halperin, D., Wormser, O., Gurevich, E., Landau, D., Kadir, R., Perez, Y., & Birk, O. S. (2019). Hyperuricemia and gout caused by missense mutation in d-lactate dehydrogenase. The Journal of clinical investigation, 129(12), 5163–5168. https://doi.org/10.1172/JCI129057

Li, L., Zhang, Y., & Zeng, C. (2020). Update on the epidemiology, genetics, and therapeutic options of hyperuricemia. American journal of translational research, 12(7), 3167–3181.

White, L. (2015). D-Lactic Acidosis: More prevalent than we think? Practical Gastroenterology. September 2015, pp. 26-45

https://med.virginia.edu/ginutrition/wp-content/uploads/sites/199/2014/06/Parrish-September-15.pdf

Hussain TA, Mathew TC, Dashti AA, Asfar S, Al-Zaid N, Dashti HM. Effect of low-calorie versus low-carbohydrate ketogenic diet in type 2 diabetes. Nutrition. 2012 Oct;28(10):1016-21. doi: 10.1016/j.nut.2012.01.016. Epub 2012 Jun 5. PubMed PMID: 22673594.

Veech RL. The therapeutic implications of ketone bodies: the effects of ketone bodies in pathological conditions: ketosis, ketogenic diet, redox states, insulin resistance, and mitochondrial metabolism. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2004 Mar;70(3):309-19. Review. PubMed PMID: 14769489.

Watanabe, M, Tuccinardi, D, Ernesti, I, et al. Scientific evidence underlying contraindications to the ketogenic diet: An update. Obesity Reviews. 2020; 21:e13053. https://doi.org/10.1111/obr.13053

Что важно знать о мочевой кислоте в контексте биполярного расстройства?

…У меня остались вопросы! На самом деле, когда я читаю статьи или книги, имеющие отношение к психонейроэндокриноиммунологии, это потому, что у меня много вопросов ? И когда после прочтения чего-то одни вопросы уходят, но появляется много других (и ни один из них не “что за хрень?” :)), это отдельное удовольствие.

Вот при рытье про биполярное расстройство у меня всплыли (и остались!) вопросы про мочевую кислоту. 

…И пошла дальше рыть тоннель в статьях. 

Что нарыла, в двух словах: помогающий специалист и пациент, не игнорируй уровень мочевой кислоты! Он может помочь при постановке диагноза, а то и с успехом лечения быть связан. 

Что пишут:

 ⁃ у пациентов с биполярным расстройством уровень мочевой кислоты в крови в целом выше, чем у здоровых; снижение уровня мочевой кислоты в крови коррелирует со снижением симптомов во время маниакального эпизода; это один из самых характерных периферических маркеров для биполярного расстройства (1, 7)

 ⁃ очень похоже, что у пациентов с биполярным расстройством уровень мочевой кислоты в крови выше, чем у пациентов с униполярной депрессией, но все же иногда считается, что это не точно (2, 5) 

 ⁃ вообще, о роли мочевой кислоты в психических заболеваниях писал еще Крепелин 100 лет тому назад (в 1921 году); он подчеркивал, что у людей с расстройствами настроения есть проблемы с выводом избытка мочевой кислоты из организма; сейчас известно, что она играет множество ролей в клетке, в первую очередь регуляторных, а также выступает в качестве антиоксиданта. Интересно, что она образуется в качестве конечного продукта метаболизма АТФ (через аденозин, инозин и гипоксантин), и особую роль там играет фермент ксантиноксидаза, которая как раз и превращает гипоксантин в мочевую кислоту; у пациентов с БАР есть нарушения функционирования рецепторов аденозина (это тот самый аденозин, от которого мы чувствуем себя вялыми, тупыми и сонными даже в дневное время; тот самый аденозин, который дает “тупку” после приема метотрексата, например); на животных было показано, что если создать им депрессоподобное состояние, то прием ингибиторов ксантиноксидазы их из этого состояния выводит (3)

 ⁃ РКИ приема аллопуринола (ингибитора ксантиноксидазы) при маниакальных состояниях показали, что он действует эффективнее плацебо для снижения выраженности симптомов мании и прием аллопуринола в дополнение к другим препаратам для лечения мании повышает вероятность выхода в ремиссию; но нужно больше исследований! (4)

 ⁃ у пациентов с подагрой (т.е. осаждением кристаллов мочевой кислоты в суставах, вызванным высоким содержанием мочевой кислоты в крови и слабой способностью выведения мочевой кислоты с мочой) чаще возникает депрессия, чем у тех, у кого нет подагры; но если сравнивать тех пациентов с подагрой, кто принимает антиподагрические лекарства (например, тот же самый аллопуринол), то у них депрессия возникает реже, чем у тех пациентов с подагрой, кто не принимает антиподагрические лекарства (6)

 ⁃ у пациентов с первым эпизодом мании, которым помогло лечение вальпроевой кислотой и кветиапином в течение 8 недель, уровень мочевой кислоты в крови снизился (а у тех, кому не помогло, не снизился), хотя все равно остался выше, чем в норме у здоровых людей (8)

 ⁃ то, что выглядит как униполярная депрессия, но может оказаться депрессивной фазой биполярного расстройства, может быть выявлено при помощи скрининга уровня мочевой кислоты (у тех, кому диагноз поменяли с “депрессии” на “БАР”, с самого начала уровень мочевой кислоты был значимо выше) (9, 10)

Вообще после этого хочется зарыться в биохимию и посмотреть, какие факторы влияют на изначально более высокий уровень, резкий скачок вверх или постепенное возрастание уровня мочевой кислоты. (Остались вопросы!) 

(1) Kesebir S, Süner O, Yaylaci ET, Bayrak A, Turan C. Increased uric acid levels in bipolar disorder: is it trait or state? J Biol Regul Homeost Agents. 2013 Oct-Dec;27(4):981-8. PMID: 24382179.

(2) Bartoli F, Crocamo C, Mazza MG, Clerici M, Carrà G. Uric acid levels in subjects with bipolar disorder: A comparative meta-analysis. J Psychiatr Res. 2016 Oct;81:133-9. doi: 10.1016/j.jpsychires.2016.07.007. Epub 2016 Jul 9. PMID: 27442964.

(3) Mucci, F., Marazziti, D., Della Vecchia, A., Baroni, S., Morana, P., Carpita, B., Mangiapane, P., Morana, F., Morana, B., & Dell’Osso, L. (2020). State-of-the-Art: Inflammatory and Metabolic Markers in Mood Disorders. Life (Basel, Switzerland), 10(6), 82. https://doi.org/10.3390/life10060082

(4) Bartoli F, Crocamo C, Clerici M, Carrà G. Allopurinol as add-on treatment for mania symptoms in bipolar disorder: systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. Br J Psychiatry. 2017 Jan;210(1):10-15. doi: 10.1192/bjp.bp.115.180281. Epub 2016 Nov 17. PMID: 27856422.

(5) Kim S, Rhee SJ, Song Y, Ahn YM. Comparison of Serum Uric Acid in Major Depressive Disorder and Bipolar Disorder: a Retrospective Chart Review Study. J Korean Med Sci. 2020 Jul 20;35(28):e222. doi: 10.3346/jkms.2020.35.e222. PMID: 32686367; PMCID: PMC7371457.

(6) Changchien, Te-Chang MD; Yen, Yung-Chieh MD; Lin, Cheng-Li MSc; Lin, Ming-Chia PhD; Liang, Ji-An MD; Kao, Chia-Hung MD High Risk of Depressive Disorders in Patients With Gout, Medicine: December 2015 – Volume 94 – Issue 52 – p e2401 doi: 10.1097/MD.0000000000002401

(7) Jiménez-Fernández, Sara, et al. “Oxidative Stress Parameters and Antioxidants in Patients With Bipolar Disorder: Results From a Meta-analysis Comparing Patients, Including Stratification By Polarity and Euthymic Status, With Healthy Controls.” Bipolar Disorders, 2020.

(8) Chen J-X, Zhang L-G, Liu K-Z, Chen H-M, Zhou S-J, Wang N, Tan Y-L, Wang S-L, Jones A, Yang F-D and Huang X-F (2019) Patients With Drug-Naive Bipolar Disorder in Remission After 8 Weeks of Treatment Had Decreased Serum Uric Acid Concentrations. Front. Psychiatry 10:767. doi: 10.3389/fpsyt.2019.00767

(9) Dos Santos Oliveira PM, Santos V, Coroa M, Ribeiro J, Madeira N. Serum uric acid as a predictor of bipolarity in individuals with a major depressive episode. Bipolar Disord. 2019 May;21(3):235-243. doi: 10.1111/bdi.12708. Epub 2018 Oct 30. PMID: 30375143.

(10) Machado-Vieira, Rodrigo. (2012). Purinergic System in the Treatment of Bipolar Disorder Uric Acid Levels as a Screening Test in Mania. Journal of clinical psychopharmacology. 32. 735-6. 10.1097/JCP.0b013e318268391d.

Как у людей с шизофренией и БАР обстоят дела с митохондриями?

В новый год с обнимку с митохондриями ? в смысле, я прочитала 9 статей про особенности (дис)функции митохондрий при биполярном расстройстве и шизофрении.

В двух словах: есть явные проблемы с митохондриями, которые возможно компенсировать, используя как психотропные препараты, так и (или) другие вмешательства, оптимизирующие функцию митохондрий. Мне кажется, это имеет отношение и к нынешнему вирусу, про который известно, что он выбирает своей мишенью митохондрии. 

Желающие погрызть гранит науки, добро пожаловать ? 

Что уже знала к моменту чтения:

 ⁃ пока не существует биомаркеров, которые бы могли помочь предсказать, какие лекарства помогут какому пациенту (подбор осуществляется методом проб и наблюдения за соотношением положительного результата и отрицательных побочных эффектов); было бы реально круто, если бы такие биомаркеры были; 

 ⁃ работа митохондрий, эффективное производство энергии, регуляция внутриклеточной концентрации кальция и подвижность митохондрий крайне важны для клеток мозга, потому что синаптогенез и обусловленная им нейропластичность — крайне энергоемкие процессы;

 ⁃ дизрегуляция концентрации кальция и дисфункция митохондрий взаимно обусловливают друг друга; 

 ⁃ выделение нейротрансмиттеров и их обратный захват — также энергоемкие процессы, и функция митохондрий влияет и на них;

 ⁃ чтобы образовывались синапсы и выделялись нейротрансмиттеры, нужно, чтобы митохондрии внутри клеток были достаточно подвижными; высокая концентрация кальция и АДФ в клетке снижает подвижность митохондрий;

 ⁃ неоптимальная работа митохондрий приводит к окислительному стрессу — свободные радикалы окисляют все, что им попадается (ДНК и РНК, липиды, белки);

 ⁃ большая часть свободных радикалов выделяется при работе первого комплекса (особенно при нехватке коэнзима Q10); для их нейтрализации нужно достаточное количество антиоксидантов, производимых преимущественно самой клеткой;

 ⁃ хроническое воспаление повышает проницаемость митохондриальных мембран для свободных радикалов;

 ⁃ гипоксия ведет к повышению выделения свободных радикалов митохондриями; 

 ⁃ выделение свободных радикалов митохондриями — “заразный” процесс, одни митохондрии могут индуцировать другие;

 ⁃ окисление липидов, составляющих миелиновые оболочки отростков нейронов, ведет к нарушениям электрической проводимости и проблемам с передачей нервных импульсов;

 ⁃ для того, чтобы синтезировать и собрать воедино белки, составляющие комплексы передачи электронов в митохондриальной мембране, требуется участие как митохондриальной ДНК, так и ядерной ДНК;

 ⁃ митохондрии могут сливаться друг с другом и разделяться на более мелкие; процессы слияния помогают повышать эффективность производства энергии, процессы деления помогают отбраковывать поврежденные участки митохондриальных мембран;

 ⁃ митохондрии, будучи поврежденными, производят массу воспалительных цитокинов;

 ⁃ митохондрии при определенных условиях запускают процесс клеточной смерти (апоптоза).

Что узнала, чего раньше не знала:

 ⁃ и у пациентов с шизофренией, и у пациентов с биполярным расстройством обнаруживаются митохондриальные дисфункции (много разных вариантов);

 ⁃ если сравнивать пациентов и здоровых людей, у пациентов обнаруживаются отклонения в нескольких параметрах, связанных с функциями митохондрий; включая малую способность потреблять кислород, увеличенную утечку протонов и изменение концентрации разных белков, регулирующих функции митохондрий и их взаимодействие с клеткой в целом; 

 ⁃ при этом те же проблемы с митохондриями у многих пациентов можно обнаружить в лейкоцитах, лимфоцитах и тромбоцитах, а не только в нейронах, что гораздо удобнее для исследований и выработки диагностических маркеров;

 ⁃ при шизофрении наблюдаются изменения в метаболизме некоторых участков мозга (там отличается концентрация глюкозы, креатинфосфата и АТФ, при этом есть корреляция между концентрацией этих веществ и выраженностью редуктивной симптоматики);

 ⁃ у пациентов с биполярным расстройством и шизофренией в мозге более высокая, чем у здоровых, концентрация молочной кислоты, что указывает на то, что процессы окислительного фосфорилирования у них неэффективны и клетки прибегают к гликолизу как способу производства энергии; 

 ⁃ наиболее заметны у пациентов с шизофренией и биполярным расстройством нарушения работы первого комплекса передачи электронов (именно там образуется большая часть свободных радикалов); 

 ⁃ при этом у пациентов с биполярным расстройством нарушения работы первого комплекса достаточно типичны внутри группы (и связаны именно с нарушением передачи электронов), в то время как у пациентов с шизофренией нарушения работы первого комплекса самые разные;

 ⁃ у людей с митохондриальной дисфункцией как основным заболеванием, особенно с нарушением работы первого комплекса, достаточно часто наблюдаются симптомы, напоминающие психотические; 

 ⁃ в частности, биполярное расстройство возникает у них в 20 раз чаще, чем в выборке из генеральной совокупности; 

 ⁃ избыточная активность первого комплекса коррелирует с выраженностью продуктивной симптоматики при шизофрении; она заметно усиливается в острых состояниях;

 ⁃ митохондрии оказываются мишенью воздействия различных психотропных препаратов; некоторые препараты уменьшают количество потребляемого клеткой кислорода;

 ⁃ генетическая предрасположенность к биполярному расстройству и шизофрении может быть связана с мутациями в митохондриальной ДНК (что усиливает роль “наследования по материнской линии”); 

 ⁃ при этом наблюдается нарушение процессов слияния и разделения митохондрий у пациентов с шизофренией и биполярным расстройством; 

 ⁃ циклическая природа биполярного расстройства может объясняться колебанием в эффективности работы митохондрий (при (гипо)мании митохондрии работают гораздо быстрее, в результате получается “очень много энергии” и “очень много нейротрансмиттеров”); в том числе, это может быть связано с тем, что у людей с биполярным расстройством митохондрии в целом меньше по размеру, чем у здоровых; 

 ⁃ длительный (несколько лет) прием психотропных препаратов нормализует большую часть функций митохондрий (за исключением утечки протонов, которая у пациентов продолжает быть выше, что свидетельствует о том, что есть распаренность между комплексами передачи электронов и АТФ-синтазой и нарушения поддержания оптимального мембранного потенциала);

 ⁃ при шизофрении обнаруживаются дефекты белка, отвечающего за транспорт митохондрий внутри клетки; кроме того, что это уменьшает их подвижность, это еще не дает митохондриям эффективно секвестрировать кальций и ведет к повышению концентрации кальция в цитозоле; 

 ⁃ психотропные препараты, применяемые при шизофрении и биполярном расстройстве, влияют на концентрацию кальция; 

 ⁃ в частности, литий блокирует некоторые кальциевые каналы;

 ⁃ литий вообще может оптимизировать функцию митохондрий, но важна концентрация (слишком высокая концентрация лития угнетает функцию митохондрий) и важна специфика имеющихся митохондриальных дисфункций; 

 ⁃ вальпроевая кислота помогает регулировать концентрацию кальция, но оказывает сильное влияние на клеточный метаболизм, в том числе, делая аэробное дыхание менее эффективным как при использовании глюкозы, так и при использовании кетоновых тел в качестве топлива; 

 ⁃ оптимизации функции митохондрий у людей с биполярным расстройством сопутствует удлинение теломер (т.е. это противостоит одному из факторов биологического старения);

 ⁃ есть разница в некоторых метаболических параметрах между пациентами с униполярной депрессией и пациентами в депрессивной фазе биполярного расстройства, и эти параметры могут использоваться для дифференциальной диагностики; один из этих параметров — уровень мочевой кислоты (у людей с биполярным расстройством он бывает выше); также было обнаружено, что у людей с биполярным расстройством повышена активность первого комплекса (см.выше), а у людей с униполярной депрессией — не повышена; активность второго комплекса у всех людей с депрессией снижена по сравнению со здоровыми (…отсюда возможная польза янтарной кислоты? – ДК.); активность четвертого комплекса существенно снижена у людей с биполярным расстройством по сравнению с людьми с депрессией и здоровыми; также у людей с биполярным расстройством существенно снижена активность фермента цитратсинтазы. 

Bar-Yosef, T., Hussein, W., Yitzhaki, O., Damri, O., Givon, L., Marom, C., Gurman, V., Levine, J., Bersudsky, Y., Agam, G., & Ben-Shachar, D. (2020). Mitochondrial function parameters as a tool for tailored drug treatment of an individual with psychosis: a proof of concept study. Scientific reports, 10(1), 12258. https://doi.org/10.1038/s41598-020-69207-4

Machado, A. K., Pan, A. Y., da Silva, T. M., Duong, A., & Andreazza, A. C. (2016). Upstream Pathways Controlling Mitochondrial Function in Major Psychosis: A Focus on Bipolar Disorder. Canadian journal of psychiatry. Revue canadienne de psychiatrie, 61(8), 446–456. https://doi.org/10.1177/0706743716648297

Bergman, O., & Ben-Shachar, D. (2016). Mitochondrial Oxidative Phosphorylation System (OXPHOS) Deficits in Schizophrenia: Possible Interactions with Cellular Processes. Canadian journal of psychiatry. Revue canadienne de psychiatrie, 61(8), 457–469. https://doi.org/10.1177/0706743716648290

Kato T. Neurobiological basis of bipolar disorder: Mitochondrial dysfunction hypothesis and beyond. Schizophr Res. 2017 Sep;187:62-66. doi: 10.1016/j.schres.2016.10.037. Epub 2016 Nov 10. PMID: 27839913.

M. ĽUPTÁK , J. HROUDOVÁ. Important Role of Mitochondria and the Effect of Mood Stabilizers on Mitochondrial Function.

Physiol. Res. 68 (Suppl. 1): S3-S15, 2019 

https://doi.org/10.33549/physiolres.934324

Cikánková T, Fišar Z, Hroudová J. In vitro effects of antidepressants and mood-stabilizing drugs on cell energy metabolism. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2020 May;393(5):797-811. doi: 10.1007/s00210-019-01791-3. Epub 2019 Dec 19. PMID: 31858154.

Lundberg, M., Millischer, V., Backlund, L., Martinsson, L., Stenvinkel, P., Sellgren, C. M., Lavebratt, C., & Schalling, M. (2020). Lithium and the Interplay Between Telomeres and Mitochondria in Bipolar Disorder. Frontiers in psychiatry, 11, 586083. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2020.586083

Zvěřová, M., Hroudová, J., Fišar, Z., Hansíková, H., Kališová, L., Kitzlerová, E., Lambertová, A., & Raboch, J. (2019). Disturbances of mitochondrial parameters to distinguish patients with depressive episode of bipolar disorder and major depressive disorder. Neuropsychiatric disease and treatment, 15, 233–240. https://doi.org/10.2147/NDT.S188964

Что может приводить к гипоксии тканей при синдроме хронической усталости (поствирусном синдроме)?

Похоже, я из Общества анонимных недышащих. “Привет, меня зовут Дарья, и я не дышу”. 

На самом деле, вчера выяснилось несколько удивительнейших вещей (хотя, в ретроспективе, весьма логичных). Но по порядку (лонгриииид). Это ход моих попыток понять про гипоксию тканей при СХУ. 

Надо было вчера мне за каким-то медицинским-самоисследовательским рожном дохнуть в трубочку, чтобы что-то там померить. А трубочка мне и говорит человеческим голосом: “Вы не дЫшите! Давайте дышИте!” И тут постиг меня инсайт, а потом целая цепочка (не без помощи статей из Пабмеда и друга с доступом к университетской библиотеке). 

Есть такая гипотеза (например, у того же д-ра Дэвида Белла, который шкалу интенсивности СХУ предложил), что основной механизм СХУ — это гипоксия тканей. И если, допустим, умная трубочка с человеческим голосом считает, что я для человека дышу недостаточно, то, скорее всего, та самая гипоксия тканей у меня и есть. 

(дальше воображаемый плакат с красноармейцем, грозно спрашивающим у зрителя: “А все ли в порядке с дыханием у тебя?”)

Я с детства по себе знала, что я не могу бежать длинную дистанцию, потому что не могу дышать. На то, чтобы дышать равномерно и достаточно интенсивно, у меня уходит столько сил и внимания, что сама оставшаяся физическая нагрузка не вызывает ровным счетом никакого удовольствия. Я могла очень быстро пробежать короткую дистанцию (до 100 метров), но все это время я не дышала. (…складывает в копилочку анамнеза гипотезу под названием “нарушение центральной автономной регуляции дыхания”). То есть, если я специально не уделяю дыханию внимание, я дышу поверхностно и нерегулярно. На ходьбу с разговорами хватает, но бежать? — увольте. 

С плаванием была та же ерунда. И проявлялось это в том, что у меня резко и интенсивно уставали и тяжелели мышцы (…здравствуй, лактоацидоз, связанный с неэффективным энергетическим метаболизмом в мышечных клетках). То есть типа легла на воду и лежать-то я на ней могу, но если я начинаю делать усилие, мне очень скоро нужно остановиться и “постоять” или “повисеть” на чем-то и перевести дыхание. “Скажите, где здесь дно?”

Один из самых мерзких симптомов СХУ — это невосстанавливающий сон, когда ты просыпаешься  без ощущения, что ты отдохнула, а, скорее, наоборот, будто ты ночью вагоны разгружала, и с утра тебе конкретно нехорошо несколько часов, нужно время на “прийти в себя”. Похоже, тут тоже гипоксия тканей сильно подгадила. Если я ночью не дышу в достаточной мере (хотя и сплю уже годами в пресловутой прон-позиции), моим митохондриям не хватает кислорода, чтобы осуществлять аэробный метаболизм (хоть-те на углеводах, хоть-те на жирах), и тогда остальная клетка говорит: “Ну, АТФ нужна, давайте мы как-нибудь сами, без митохондрий и без кислорода”. Про это д-р Сара Майхилл подробно пишет. Клетка, конечно, может генерировать АТФ и без кислорода и митохондрий, но медленно и неэффективно. При этом образуется молочная кислота, и образуется ее столько, что печень не справляется ее достаточно быстро нейтрализовать и преобразовывать. Причем на то, чтобы это с ней сделать, уходит втрое больше АТФ, чем было создано анаэробным способом. В итоге мы постоянно “в энергетических долгах” у организма. 

А теперь смотрите на эту красоту. Клетки были в гипоксии, и тут мы проснулись, ласточки, замахали крыльями, задышали, кислород пошел в клетки, и что мы имеем? Ишемию-реперфузию. Про это у д-ра Ли Ноу подробнее. В двух словах, митохондрии подорвались резко накрутить энергии с использованием долгожданного кислорода, и по ходу наделали просто огромное количество свободных радикалов, которые пошли фигачить по чему попало, окисляя это до невозможности использования. Потому что кислород-то есть, а вот разных переносчиков электронов в достаточном количестве не подогнали еще. 

(А если эти митохондрии еще и пострадали от вируса или сразу были не в лучшем виде, то они всегда много свободных радикалов производят. Особенно на высокоуглеводной диете.)

Вот мы в общих чертах увидели два “конца отрезка” дыхательного процесса (как он регулируется мозгом и как там внутри клетки чего). А посередине у нас “транспорт кислорода клетками крови”. Все уже прочитали, думаю, про проблему гипоксии тканей из-за образования микротромбов при нынешнем вирусе, и что антикоагулянты помогают сделать так, чтобы эритроциты все-таки могли пролезть в микрокапилляры и выполнить свою благородную миссию. Так что я не буду на этом останавливаться. 

Но тут, что называется, “следите за руками”: чтобы пролезть в микрокапилляр, эритроцит (двояковогнутый диск, круглый бублик-без-дырки) должен мочь принять овальную форму, “сплющиться”, иначе он просто не поместится туда. А у некоторых людей способность эритроцитов это делать просто нарушена. Эритроциты не сплющиваются и, “видя”, что не пролезут в микрокапилляр, просто туда не “идут”. Здравствуй, гипоксия тканей, еще раз. И как вы думаете, у кого способность эритроцитов к изменению формы в разы ниже, чем у здоровых людей? Правильно, у людей с СХУ. 

Окей, из легких кислород попадает в кровоток, там он присоединяется к гему гемоглобина в эритроцитах, “едет” на них, а там, где он нужен, отсоединяется от гема. В идеале. А что, если и тут у нас что-то засбоило? 

Знакомьтесь: метгемоглобин. Это окисленная (…свободными радикалами!) форма гемоглобина, которая вцепилась в кислород мертвой хваткой и не отдает его (…хоть он дерись (с)). Эритроциты с метгемоглобином — нерабочие, они ездят по кровеносной системе туда-сюда вообще без толку в плане транспорта кислорода. У здорового человека таких товарищей меньше 1%, их стараются восстановить до нормального гемоглобина, но если не удается, то метят и отправляют “в утиль” (на вторичную переработку) в печень (а также посылают запрос в костный мозг, чтобы новых хороших прислали уже). Если у человека больше 10% эритроцитов с метгемоглобином, это диагностируемое состояние метгемоглобинемия, которое необходимо лечить, и порой срочно. Кровь при этом ржаво-шоколадного цвета, а кожа и слизистые синие. Лечат это прокапыванием метиленового синего, потому что он ингибитор моноаминоксидазы (…как некоторые типы антидепрессантов, кстати). 

А у людей с СХУ “субклинический” уровень метгемоглобина. Еще не 10%, но значимо выше, чем у здорового человека. Эритроциты как бы есть, но их как бы и нет. 

Про метгемоглобин интересно еще и то, что он создается в результате воздействия разных химических агентов — лекарств (например, некоторых антибиотиков и средств, применяемых для анестезии), а также химикатов типа нитритов (нитраты под подозрением). В норме это окисленное состояние гемоглобина восстанавливается до нормального гемоглобина при помощи специального фермента, синтезируемого в печени и работающего в присутствии NADH. Если кого-то из них не хватает, метгемоглобин не восстанавливается. 

А если там еще есть какая-нибудь гемоглобинопатия (мутация в структуре белка гемоглобина, которая в здоровом состоянии не оказывает влияния, потому что если бы что-то было совсем серьезное, это бы было заметно еще в младенчестве), то тут, например, при поствирусном синдроме, оказывается сильно заметно, что гемоглобин-то у нас не особо эффективно работает. И снова печень подгружается необходимостью негодных “разобрать”, а костный мозг выдает незрелые клетки (какие успел вырастить, такие и выдает) (…складывает в копилочку анамнеза высокий билирубин и ретикулоцитоз). 

Еще бывает нарушенная кислотность крови, при которой газообмен с легкими происходит хуже. 

И это наверняка еще не все про дыхание, но то, что у меня есть на данный момент. 

Соответственно, нарушения дыхательного процесса, ведущие к гипоксии тканей, могут быть на любом уровне (или на всех). 

 ⁃ центральная автономная регуляция дыхания

 ⁃ газообмен между легкими и кровью (локальная регуляция дыхания)

 ⁃ газообмен между эритроцитами и тканями (способность эритроцитов менять форму)

 ⁃ способность гема принимать и отдавать кислород

 ⁃ переход к анаэробному метаболизму и сопутствующий лактоацидоз

В центре всей картины — окислительный стресс.

Зная это про себя как гипотезы, объясняющие один из вариантов “отчего мне так плохо”, что я могу попробовать делать на дому, чтобы себе помочь? Какие эксперименты на себе я могу поставить, на свой страх и риск?

 ⁃ поддержать митохондрии (перейти на метаболизм, использующий в качестве топлива в первую очередь жиры; добавить митопротектор таурин, коэнзим Q10) 

 ⁃ добавить антиоксиданты – витамины А, С и Е, глутатион, альфа-липоевую кислоту

 ⁃ витамины группы В (и магний с цинком как кофакторы), из витаминов группы В особое значение имеет в данном случае ниацин (В3), который служит прекурсором для NAD+ / NADH

 ⁃ получать из пищи достаточно триптофана и аспартата (они тоже нужны для  NAD+ / NADH) 

 ⁃ медитировать, постоянно уделяя внимание дыханию; делать плавные физические упражнения типа ци-гун и тай-цзи, чтобы тоже лучше дышать

у д-ра Майхилл был расчет дозировок витаминов для СХУ по весу пациента (мг/ мкг на кг), только у нее, увы, не кг, а фунты и стоуны, но я себе сделаю табличку с перерасчетом. А то не все ж стандартного для “взрослой” дозы веса 70 кг. 

Статьи, которые вдохновили меня:

Melamed, K.H., Santos, M., Oliveira, R.K.F. et al. Unexplained exertional intolerance associated with impaired systemic oxygen extraction. Eur J Appl Physiol 119, 2375–2389 (2019). https://doi.org/10.1007/s00421-019-04222-6

Richards RS, Roberts TK, McGregor NR, Dunstan RH, Butt HL. Blood parameters indicative of oxidative stress are associated with symptom expression in chronic fatigue syndrome. Redox Rep. 2000;5(1):35-41. doi: 10.1179/rer.2000.5.1.35. PMID: 10905542.

Saha et. al. (2019) Red blood cell deformability is diminished in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clinical Hemorheology and Microcirculation, vol. 71, no. 1, pp. 113-116, 2019. DOI: 10.3233/CH-180469

Может ли пищевой кетоз быть способом уменьшить нейровоспаление? (пересказ обзора исследований)

Вчера я нашла статью, в которой мне захотелось покопаться подробнее. Она опубликована в 2020 г. в журнале “Европейская психиатрия” (официальном журнале Европейской психиатрической ассоциации) и называется “Пищевой кетоз как вмешательство, способное уменьшить астроглиоз: перспективы лечения нейродегенеративных заболеваний и нейропсихиатрических синдромов”. 

Это большой обзор биологических механизмов воздействия пищевого кетоза на мозг (при подготовке обзора использованы 347 источников).

Что известно:

Пищевой кетоз достигается разными способами, в частности

 ⁃ добавлением в рацион среднецепочечных жирных кислот

 ⁃ добавлением в рацион кокосового масла

 ⁃ радикальным снижением количества углеводов

 ⁃ сужением “пищевого окна” и голоданием

 ⁃ кетогенная диета стимулирует мозговой трофический фактор (BDNF)

 ⁃ кетогенная диета часто помогает при эпилепсии (причем как детям, так и взрослым)

 ⁃ есть положительные результаты при применении кетогенной диеты на ранних стадиях деменции, в т.ч. при болезни Альцгеймера

 ⁃ есть указания на возможную пользу кетогенной диеты при болезни Паркинсона, шизофрении, биполярном расстройстве и расстройствах аутистического спектра

На пациентах с клинической депрессией (MDD) исследований нет, но авторы предполагают, что снижение уровня воспаления и повышение секреции BDNF за счет диеты будет иметь антидепрессивный эффект (по аналогии с механизмами работы антидепрессантов). 

Как именно работает пищевой кетоз в мозге:

 ⁃ Кетоновые тела представляют собой эффективно используемое топливо для клеток, в том числе для клеток мозга, что особенно важно, когда в клетках формируется инсулинорезистентность и нарушается метаболизм глюкозы (что показано при болезни Альцгеймера, БАС, болезни Паркинсона, хорее Хантингтона, шизофрении, биполярном расстройстве и депрессии).

 ⁃ Кетоновые тела синтезируются в печени и экспортируются во все органы, нуждающиеся в энергии. При повышении концентрации кетоновых тел в крови, они проходят через гематоэнцефалический барьер при помощи специальных транспортеров, синтезируемых клетками этого барьерного эпителия. При длительном пищевом кетозе синтез этих транспортеров увеличивается в 10 раз по сравнению с состоянием вне кетоза, и кетоновые тела составляют 60-70% источников энергии мозга. 

 ⁃ Пищевой кетоз снижает окислительный стресс, снижает воспаление и улучшает функции митохондрий. Эта триада симптомов нарушает нормальное взаимодействие между нейронами, астроцитами и клетками микроглии. Нарушение митохондриальной функции астроцитов и клеток микроглии особенно пагубно для здоровья мозга. 

 ⁃ Избыточное количество свободных радикалов в мозге индуцирует гиперреактивное дисфункциональное состояние астроцитов (астроглиоз). Именно развитие этого состояния является поворотным моментом, запускающим нейропсихиатрические синдромы и нейродегенеративные заболевания. Поэтому астроциты сейчас оказываются основной мишенью терапевтического воздействия.

 ⁃ При кетозе повышается количество АТФ в мозге, количество митохондрий и продуктивность митохондрий (как в нейронах, так и в клетках глии), снижается количество свободных радикалов и укрепляется защита клеток эндогенными антиоксидантами (и в астроцитах это происходит интенсивнее, чем в нейронах); снижается уровень нейровоспаления; лучше поддерживается гомеостаз мозга.

В понятии “гомеостаз мозга” выделяются четыре уровня:

 ⁃ метаболический гомеостаз (формирование контактов между сосудами (кровеносными и лимфатическими) и клетками ЦНС; функционирование гематоэнцефалического барьера; регуляция кровотока и снабжения мозга кислородом; метаболическая поддержка нейронов);

 ⁃ нейронно-сетевой гомеостаз (развитие нейронных сетей и цепей; синаптическая пластичность; синаптогенез; обрезка ненужных синапсов);

 ⁃ молекулярный гомеостаз (вода, калий, кальций, аденозин, нейротрансмиттеры (в первую очередь глютамат и ГАМК));

 ⁃ системный гомеостаз (сон/бодрствование; оценка состояния системы рецепторами к CO2, pH, Na+, глюкозе).

Астроглиоз — гиперреактивное состояние астроцитов, развивающееся в ответ на даже небольшие отклонения биохимических характеристик мозга от гомеостаза. В частности, астроглиоз провоцируется воспалительными цитокинами, большим количеством свободных радикалов и липополисахаридами (элементами клеточной стенки патогенных бактерий, проникающими в кровоток из кишечника). При астроглиозе астроциты не могут полноценно выполнять свои функции (обеспечение нейронов кислородом и питательными веществами, поддержание гомеостаза ионов, “уборка” продуктов метаболизма). Наиболее пагубным является изменение структуры астроцитов (меньше “ножек”/ протрузий, которыми астроцит соприкасается с сосудами и с нейронами); также при астроглиозе повышается проницаемость гематоэнцефалического барьера (что еще больше нарушает гомеостаз мозга), и нарушается работа цикла преобразования глютамата в глютамин (что умеют делать только астроциты; в результате возникает эксайтотоксичность из-за избытка глютамата в мозге). 

Кетоновые тела (а также антиоксиданты и полиненасыщенные жирные кислоты) нормализуют работу натрий-калиевых насосов в клеточных мембранах (базовый механизм транспорта веществ в клетку и из нее, а также поддержания разности потенциалов). 

Именно астроциты перерабатывают жирные кислоты в кетоновые тела, чтобы снабжать ими нейроны при малом поступлении глюкозы в мозг. Кетоновые тела ограничивают синтез глютамата в нейронах и астроцитах (это может еще происходить в результате изменения кишечного микробиома под воздействием кетогенной диеты). 

Изменение кишечного микробиома под воздействием кетогенной диеты влияет на количество эндогенных короткоцепочечных жирных кислот и на проницаемость кишечного эпителия (при снижении проницаемости кишечного эпителия уменьшается периферическое воспаление). Бета-гидроксибутират (наиболее часто встречающееся кетоновое тело) непосредственно оказывает противовоспалительное воздействие. 

Morris G, Maes M, Berk M, Carvalho AF, Puri BK (2020). Nutritional ketosis as an intervention to relieve astrogliosis: Possible therapeutic applications in the treatment of neurodegenerative and neuroprogressive disorders. European Psychiatry, 63(1), e8, 1–21 https://doi.org/10.1192/j.eurpsy.2019.13