Как связаны нарушения сна и отклонения в структуре и функциях глии при биполярном расстройстве?

Сегодня читаю про сон и микроглию при биполярном расстройстве.

Что мне было уже известно:

 ⁃ при БАР заметно нарушен цикл сна/бодрствования, при этом в разных фазах болезни сна организму требуется разное количество; изменение количества требуемого сна может быть одним из первых “звоночков” подступающей смены фазы болезни;

 ⁃ чем больше проблем со сном, тем более выражены симптомы психических нарушений, в том числе депрессии, и тем меньше эффективность лечения; 

 ⁃ нарушения циркадианного ритма связаны с “раскоординацией” внешних сигналов и внутренних процессов организма; 

 ⁃ нарушения циркадианного ритма связаны с нарушением работы оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники и аномальной секрецией кортизола; 

 ⁃ нарушения сна связаны с повышенным уровнем воспалительных цитокинов (и это “порочный круг”);

 ⁃ при психических расстройствах есть проблемы не только с нейронами, но и с клетками глии;

 ⁃ гомеостаз сна регулируется накоплением аденозина в мозге во время бодрствования.

Что узнала нового:

 ⁃ нарушения сна наблюдаются в целом у 50% населения мира (…ого; “я такой не один, нас таких несколько”);

 ⁃ что полиморфизмы в одном из “циркадианных” генов (PER) связаны с одним из фенотипов БАР (и это как раз те люди, которым помогает литий);

 ⁃ для “жаворонков” характерен длинный аллель гена PER3 (PER 5/5), а для “сов” – короткий (PER 4/4);

 ⁃ у пациентов с БАР было показано, что нарушения циркадианного ритма связаны с повышением количества свободных радикалов (…привет, митохондрии!);

 ⁃ патология в структуре, метаболизме и функциях клеток глии особенно выражена при БАР и униполярной депрессии; их становится заметно меньше, чем у здоровых людей (в коре головного мозга и миндалине теряется до 20-40% клеток глии); 

 ⁃ при БАР атрофируются и “замедляются” астроциты; снижается их плотность в коре и гиппокампе; 

 ⁃ серьезные патологические изменения в астроцитах были выявлены при анализах ткани мозга людей с депрессией, которые покончили с собой; 

 ⁃ на животных было показано, что изменения в количестве, структуре и функциях клеток глии могут быть вызваны хроническим и острым стрессом (в том числе по типу “неблагоприятного детского опыта”); в том числе механизмом этой атрофии может являться избыточное количество кортизола; а также нарушение метаболизма глютамата, ведущее к эксайтотоксичности; 

 ⁃ черепно-мозговая травма приводит к аналогичным последствиям (атрофии глии и потере ее функций);

 ⁃ транскраниальная магнитная стимуляция, применяемая для лечения депрессии, воздействует преимущественно на астроциты;

 ⁃ литий и вальпроевая кислота снижают нейровоспаление, воздействуя на активацию астроцитов; они же и карбамазепин снижают эксайтотоксичность;

 ⁃ именно астроциты выделяют мозговой трофический фактор (BDNF);

 ⁃ именно астроциты выделяют аденозин.

В общем, авторы статьи подчеркивают, что важной мишенью лечения БАР должна быть глия. 

#биполярное_расстройство #хронопсихиатрия #сон #нарушения_сна #микроглия #глия #астроциты #нейровоспаление 

Steardo, L., Jr, de Filippis, R., Carbone, E. A., Segura-Garcia, C., Verkhratsky, A., & De Fazio, P. (2019). Sleep Disturbance in Bipolar Disorder: Neuroglia and Circadian Rhythms. Frontiers in psychiatry, 10, 501. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2019.00501

Что известно о психонейроэндокриноиммунологии биполярного расстройства?

Вторая глава в книге “Вскрытие мозга. Нейробиология психических расстройств” посвящена биполярному расстройству. 

Что пишут:

 ⁃ при БАР нарушен метаболизм в разных участках мозга;

 ⁃  наблюдаются различные клеточные и молекулярные изменения, которые могут влиять на нейронные связи (нейровоспаление, окислительный стресс, апоптоз, митохондриальная дисфункция и др.). 

Пошла в Пабмед почитать, что пишут еще. 

Воспроизведенные эпидемиологические исследования показали, что БАР часто оказывается коморбидно воспалительным заболеваниям, включая аутоиммунные заболевания, хронические инфекции, сердечно-сосудистые заболевания и нарушения метаболизма. 

У пациентов с БАР чаще, чем в генеральной совокупности, встречаются такие заболевания, как хронический колит, системная красная волчанка, аутоиммунный тиреоидит, синдром Гийена-Барре, аутоиммунный гепатит, ревматоидный артрит, рассеянный склероз, псориаз, токсоплазмоз, герпес, цитомегаловирус, краснуха, подагра, диабет 2 типа, метаболический синдром, ожирение, нарушения жирового обмена, гипертония, атеросклероз, сосудистые явления (инфаркт, инсульт). 

При этом наличие хронических инфекций ухудшает когнитивные функции и прогноз развития заболевания. В частности, ученые из Тайваня (2) обнаружили, что хронический периодонтит повышает вероятность возникновения биполярного расстройства.

Присутствие подагры в качестве коморбидности указывает на нарушение обмена пуриновых оснований и накопление мочевой кислоты. В одном из исследований было показано, что такое лекарство от подагры, как аллопуринол, снижает выраженность маниакальных состояний при БАР. 

Уровень воспалительных цитокинов у некоторых людей с БАР повышен, а во время заметных изменений настроения повышен еще сильнее, что указывает на нарушения работы врожденного иммунитета. Для некоторых пациентов с БАР полезным оказывается лечение противовоспалительными препаратами. Ждем лонгитюдных исследований, которые смогут показать, связана ли концентрация цитокинов со сменой фазы заболевания, и если да, то каким образом. Цитокины воздействуют на пути синтеза моноаминов-нейротрансмиттеров, поэтому воздействие на процесс воспаления – “выше по течению” биохимических процессов в организме, чем воздействие на сами моноамины. В частности, цитокины воздействуют на глютаматэргические системы мозга, что ведет к нарушению работы кальциевых каналов, повышению концентрации кальция в клетках мозга, эксайтотоксичности и нарушениям нейропластичности. 

Дисфункция иммунной системы, воспалительные заболевания и БАР все могут взаимно влиять друг на друга. Современные исследования (3) обнаруживают, что одни и те же гены определяют как некоторые психические заболевания, так и расстройства иммунной системы. 

У пациентов с БАР наблюдается повышенный уровень окислительного стресса и дефицит антиоксидантов, что указывает на митохондриальную дисфункцию. 

Показано, что у пациентов с БАР нарушена регуляция секреции кортизола и часто присутствует повышенный уровень кортизола. 

Существует гипотеза, что переход заболевания из одной фазы в другую может быть спровоцирован изменениями в кишечном микробиоме. Описан клинический случай, когда маниакальное состояние пациента было купировано приемом активированного угля. 

вообще материалов по психонейроэндокриноиммунологии БАР довольно много, я пока их собираю и дальше буду рассказывать постепенно.

(1) Rosenblat, J. D., & McIntyre, R. S. (2017). Bipolar Disorder and Immune Dysfunction: Epidemiological Findings, Proposed Pathophysiology and Clinical Implications. Brain sciences, 7(11), 144. https://doi.org/10.3390/brainsci7110144

(2) Huang YK, Wang YH, Chang YC. Chronic Periodontitis Is Associated with the Risk of Bipolar Disorder: A Population-Based Cohort Study. Int J Environ Res Public Health. 2020 May 15;17(10):3466. doi: 10.3390/ijerph17103466. PMID: 32429260; PMCID: PMC7277490.

(3) Tylee DS, Sun J, Hess JL, Tahir MA, Sharma E, Malik R, Worrall BB, Levine AJ, Martinson JJ, Nejentsev S, Speed D, Fischer A, Mick E, Walker BR, Crawford A, Grant SFA, Polychronakos C, Bradfield JP, Sleiman PMA, Hakonarson H, Ellinghaus E, Elder JT, Tsoi LC, Trembath RC, Barker JN, Franke A, Dehghan A; 23 and Me Research Team; Inflammation Working Group of the CHARGE Consortium; METASTROKE Consortium of the International Stroke Genetics Consortium; Netherlands Twin Registry; neuroCHARGE Working Group; Obsessive Compulsive and Tourette Syndrome Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium, Faraone SV, Glatt SJ. Genetic correlations among psychiatric and immune-related phenotypes based on genome-wide association data. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2018 Oct;177(7):641-657. doi: 10.1002/ajmg.b.32652. Epub 2018 Oct 16. PMID: 30325587; PMCID: PMC6230304.

Может ли питание помочь при ПТСР?

Сегодня возвращаюсь к книге Умы Найду “This is Your Brain on Food”, глава про ПТСР. Неужели можно еще как-то едой себя поддержать, когда на тебя воздействует опыт травмы? (ну и заодно в статьи заглянула по той же теме)

Физиологически, ПТСР связано с нарушением работы оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники, с нарушением чувствительности клеток к кортизолу (а в связи с этим и к инсулину, т.к. длительно повышенный уровень кортизола приводит к повышению уровня сахара в крови). 

При ПТСР у нас уменьшается объем рабочей памяти, и внимания может просто не хватать на то, чтобы подумать, что бы такое приготовить и съесть, так что мы идем по пути, который кажется легче (готовая или требующая минимального приготовления высококалорийная еда с низкой пищевой насыщенностью). Также при ПТСР мы можем чаще прибегать к “заеданию стресса” или, наоборот, забывать поесть. 

На выборке больше 3000 молодых женщин было показано, что те из них, у кого сильнее выражены симптомы ПТСР, чаще едят фастфуд и пьют сладкую газировку. Женщины с ПТСР чаще курят, чем женщины без ПТСР, и чаще забывают поесть вовремя. Также выраженность симптомов ПТСР коррелирует с выраженностью симптомов расстройств пищевого поведения. (1)

В другом исследовании было обнаружено, что выраженность симптомов ПТСР коррелирует с количеством потребляемых транс-жиров (что тоже скорее про фастфуд, чем про что-то еще). (2)

Ума Найду пишет о том, что есть данные, указывающие на то, что чувствительность к глютамату может быть одним из факторов риска для развития ПТСР. В 2019 году началось исследование использования диеты с низким содержанием глютамата натрия и ее влияния на ПТСР (3); предварительные результаты показывают, что эффект есть. Т.е. если человек в хроническом стрессе или пережил нечто чудовищное, достаточно очевидно, что не стоит ему говорить “попробуй доширак, в нем химикалий нажористей” (с) ? 

Т.е. мы снова видим рацион с низким содержанием простых углеводов и высокой пищевой насыщенностью, приготовленный без использования усилителей вкуса, без “гидрогенизированных жиров” и жареного на растительном масле. 

Что еще она предлагает при ПТСР:

 ⁃ чернику и голубику

 ⁃ витамин Е (вымоченные/ пророщенные семена и орехи, например)

 ⁃ куркуму (со щепоткой черного перца)

 ⁃ омега-3 в пище и в качестве добавки

 ⁃ пробиотики и ферментированные продукты. 

 ⁃ гинкго билоба (как добавку, естественно)

(1) Hirth, J. M., Rahman, M., & Berenson, A. B. (2011). The association of posttraumatic stress disorder with fast food and soda consumption and unhealthy weight loss behaviors among young women. Journal of women’s health (2002), 20(8), 1141–1149. https://doi.org/10.1089/jwh.2010.2675

(2) Gavrieli A, Farr OM, Davis CR, Crowell JA, Mantzoros CS. Early life adversity and/or posttraumatic stress disorder severity are associated with poor diet quality, including consumption of trans fatty acids, and fewer hours of resting or sleeping in a US middle-aged population: A cross-sectional and prospective study. Metabolism. 2015 Nov;64(11):1597-610. doi: 10.1016/j.metabol.2015.08.017. Epub 2015 Sep 26. PMID: 26404481; PMCID: PMC4609606.

(3) Elizabeth Brandley, Anna Kirkland, Gabrielle Sarlo, John VanMeter, James Baraniuk, Kathleen Holton, The Effects of a Low Glutamate Dietary Intervention on Anxiety and PTSD in Veterans with Gulf War Illness (FS15-08-19), Current Developments in Nutrition, Volume 3, Issue Supplement_1, June 2019, nzz031.FS15–08–19, https://doi.org/10.1093/cdn/nzz031.FS15-08-19

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

Почему может быть важно в контексте ПНЭИ учитывать хронобиологию и циркадианные ритмы?

Как-то так получилось, что про циркадианные ритмы я знаю очень давно. Мой дядя подарил мне здоровенную научно-популярную книгу на эту тему (кажется, перевод с немецкого), когда ему стал известен мой интерес к биологии и надо было что-то мне подарить на День Рождения. Так как читаю я практически все, что мне хоть сколько-нибудь интересно (…на радость всем живым существам), я прочитала и ее тоже. Это был 1992 или 1993 год, книга была на русском, поэтому меня сильно удивляют авторы публикаций, которые говорят, что до 2017 года про циркадианные ритмы нигде практически ничего не было. Но то, что с тех пор появилось, дико интересно ?

Почему мне это интересно сейчас в контексте чтения всего, имеющего отношение к психонейроэндокриноиммунологии? 

Для меня это про поиск ответов на два вопроса.

Первый:

мы знаем, что то, ЧТО мы едим, влияет на то, как работает наш организм, включая мозг, и тем самым влияет на то, что происходит в психике,

и мы знаем, что то, КАК мы едим, тоже влияет на то, как все это переваривается и как мы себя при этом чувствуем (т.е. пытаемся ли мы есть в стрессе и засилье симпатической системы, а не в состоянии доминирования парасимпатической системы),

соответственно, тема циркадианных ритмов отвечает нам на вопрос: КОГДА мы это едим.

И второй вопрос, ответ на который меня интересует в теме циркадианных ритмов — это вопрос о детоксификации (см. вчерашнюю историю про пьяных рыбок). В пределе, хочется понимать про персонализированные нутрициологические протоколы, БАДы и прочее — в какое время суток что важно есть/принимать, чтобы лучше справляться со связыванием и выведением токсинов.

Я уже знаю про интервальное голодание и про анаболические и катаболические процессы в зависимости от времени суток, и про циркадианные ритмы уровня кортизола знаю довольно много в связи с болезнью моего ребенка (…это привет всем, кто меня не очень хорошо знает и сейчас собирался мне прийти и в комментах на пальцах объяснить), но мне интересно, что еще я найду, какие лайфхаки.

Например, вот в книге Умы Найду в главе про питание для людей со склонностью к обсессивно-компульсивному поведению (…это и у меня “на старуху бывает проруха”) написано, что существенная часть их проблем обусловлена конфликтом между процессами в мозге, в которых участвует глютамат, и процессами, в которых участвует ГАМК. И вот я думаю, если бы можно было, регулируя при помощи в первую очередь еды поступление/синтез этих веществ в разное время суток, развести по времени “пики” (например, утром-днем доминирует глютамат, вечером-ночью — ГАМК), то жизнь могла бы стать легче.

Буду искать и рыть дальше (вот сейчас сквозь эту призму читаю книжку Сачина Панды), и искать новые вопросы.