Hormon pomaga mysleć

Pomyślcie chwilę o insulinie, czy przyszłoby wam na myśl, że ten hormon pomaga nam myśleć?

Hormon pomaga mysleć

Pomyślcie chwilę o insulinie, czy przyszłoby wam na myśl, że ten hormon pomaga nam myśleć?

O insulinie przeczytać można we wszystkich podręcznikach do fizjologii człowieka. Ich autorzy piszą, że jest to hormon produkowany w trzustce i że kontroluje poziom glukozy - cukru będącego podstawowym i najczęściej przez organizm wykorzystywanym źródłem energii.

- To oczywiście prawda, choć niepełna: w książkach tych próżno szukać wzmianki o tym, by insulina jakkolwiek wpływała na pracę mózgu. To się wkrótce zmieni - zapewnia Suzanne Craft, neurolog z University of Washington w Seattle.

Jak pisze tygodnik "Science" (nr 5363), insulina nie tylko jest w mózgu aktywna, ale odgrywa w nim niebagatelną rolę: uczestniczy m.in. w procesach zapamiętywania i uczenia się. I choć wielu uczonych nadal uznaje powyższe twierdzenie za herezję, to jednak z roku na rok topnieją szeregi oponentów.

- Nie można w nieskończoność obrażać się na fakty - zauważa Craft.

A jakie są owe fakty? Niedawno ogłoszono wyniki całej serii badań przeprowadzonych na zwierzętach i ludziach.

Wynika z nich, że jeśli kora mózgowa i hipokamp (rejony mózgu odpowiadające za procesy poznawcze) odczuwają niedobór insuliny, zaczynają funk-cjonować niewłaściwie. Efekty tego są różne: od łagodnego upośledzenia pamięci aż do pełnoobjawowej choroby Alzheimera.

Głodne neurony

Pierwsze przesłanki świadczące o nieznanym wcześniej obliczu insuliny pojawiły się już w połowie lat 80. Wtedy to diabetolog Jesse Roth i neurobiolog Candace Pert - obaj z National Institutes of Health - wykryli w korze mózgowej i hipokampie zagadkowe receptory. Nikt z początku nie potrafił wyjaśnić ich roli.

Odkryciem zainteresował się Siegfried Hoyer, niemiecki neurobiolog z uniwersytetu w Heidelbergu. Wystąpił z tezą, że poprzez te receptory insulina może wpływać na przemianę glukozy w neuronach. Uczeni skwitowali to wzruszeniem ramion; większość z nich uznała wyjaśnienia Hoyera za niewarte funta kłaków.

Wkrótce jego zespół odkrył, że niewłaściwy metabolizm glukozy może prowadzić do Alzheimera. - Stwierdziliśmy, że pacjenci będący we wczesnym stadium choroby mają we krwi przepływającej przez mózg znacznie więcej "nie przerobionej" glukozy niż ludzie zdrowi - wspomina Hoyer. - Wyglądało na to, że część komórek w ich mózgu obywa się bez glukozy. W dodatku ich aktywność mierzona zużyciem tlenu nie odbiegała od normy. Czymże więc się odżywiały? Zaczęliśmy przyglądać się im bliżej. Okazało się, że trawią same siebie. To tłumaczy przyczynę typowego dla Alzheimera uszkodzenia neuronów.

Nadal jednak nie było wiadomo, dlaczego pomimo obfitości glukozy komórki wybierają samostrawienie i śmierć? A może po prostu nie mogą one przyswajać cukru? Hoyer szybko skojarzył, że podobna sytuacja ma miejsce w cukrzycy typu II. Tkanki mięśni wątroby i komórki tłuszczowe są tam odporne na insulinę, tzn. ich receptory nie reagują na obecność hormonu. Mechanizm umożliwiający transport glukozy do wnętrza komórki jest tym samym zablokowany. W efekcie nie wchłonięta glukoza gromadzi się w coraz większej ilości "na zewnątrz", we krwi.

- Stało się dla mnie jasne - wspomina Hoyer - że pewne przypadki Alzhei-mera i cukrzycy mają jedną cechę wspólną: odporność tkanek na insulinę. Nagle wszystko zaczęło się układać w logiczną całość. Skoro chorzy na Alzheimera i niektórzy cukrzycy mają kłopoty z pamięcią, to być może istnieje zależność pomiędzy wrażliwością neuronów na insulinę a zdolnością do uczenia się i zapamiętywania?

Uczony wpadł na genialny w swojej prostocie pomysł. Postanowił przekonać się, czy zniszczenie receptorów insuliny odbije się na kondycji umysłowej szczurów. Eksperyment się powiódł. U wszystkich 18 gryzoni, do których mózgu wstrzyknął streptozotocynę (specyfik niszczący receptory insuliny), odnotowano wyraźne upośledzenie funkcji poznawczych; zwierzęta nie były w stanie zapamiętać miejsca, w którym drażniono je prądem. Zdrowe szczury z grupy kontrolnej nie miały z tym natomiast najmniejszego kłopotu.

Insulina albo glukoza

Już wydawało się, że związek pomiędzy insuliną a sprawnością mózgu jest ewidentny. Jednak kilka lat temu psychologowi Paulowi Goldowi z University of Virginia udało się - przynajmniej we własnym mniemaniu - podważyć rolę insuliny w procesie uczenia się. - Ważniejszy jest tu nie tyle hormon, ile sam cukier - twierdził. By to zilustrować, przeprowadził eksperyment na własnych studentach. Podzielił ich na dwie grupy - jednym serwował zwykłą coca-colę (z glukozą), drugim zaś colę light (bez glukozy, za to z syntetycznym słodzikiem). Popijając, badani mieli jednocześnie uczyć się na pamięć tekstu. Lepsze wyniki, jakie osiągnęli studenci pijący coca-colę, to - zdaniem Golda - zasługa zawartej w napoju glukozy.

Uczony przeprowadził podobne doświadczenia także na chorych na Alzhei-mera. Na koniec stwierdził, że nawet umiarkowany wzrost stężenia glukozy we krwi może poprawiać pamięć.

A więc co: insulina czy glukoza?

Podobnie jak większosć uczonych tak i Suzanne Craft odniosła się do tych rewelacji z dużą rezerwą. Niemniej postanowiła przekonać się, kto ma rację: Gold czy Hoyer?

Stwierdziła, że zarówno podanie insuliny, jak i glukozy w podobny sposób przyczynia się do poprawy pamięci werbalnej. Dotyczy to w jednakowym stopniu osób zdrowych, jak i cierpiących na Alzheimera, a będących we wczesnym stadium choroby. Ponieważ jednak samo podanie glukozy może spowodować wzrost stężenia insuliny, potrzebne były dodatkowe badania. Chorym podano taką samą ilość glukozy jak poprzednio, lecz zadbano, by w ślad za tym nie nastąpił wzrost stężenia insuliny. Tym razem nie odnotowano polepszenia pamięci u badanych.

Niedługo potem zespół Hoyera dostarczył kolejnego dowodu na istnienie związku pomiędzy insuliną a Alzheimerem. Na łamach "Journal of Neuroscience" opisał przypadek 17 ofiar tej choroby, w których mózgu odkryto nadspodziewanie dużo receptorów insuliny. Okazało się jednak, że receptory te były wadliwe. - Najprawdopodobniej organizm starał się zrekompensować ich "niską jakość" ilością - wyjaśnia uczony.

Pigułka na pamięć?

Co więc, pomimo całej powodzi podobnych doniesień, stoi na przeszkodzie, by uczeni powszechnie zaakceptowali rolę insuliny w procesach poznawczych? - Nie wystarczy stwierdzenie, że jakiś hormon wpływa na to czy tamto - twierdzą. - Trzeba jeszcze wyjaśnić, w jaki sposób to robi. A z tym są problemy. Nadal np. nie wiadomo, w jaki dokładnie sposób insulina wchodzi w interakcję z neuronami w żywym mózgu; obserwacje in vitro mogą nie w pełni pokrywać się z tym, co dzieje się w organizmie.

Wyjaśnienie wszystkich wątpliwości nie powinno zająć uczonym wiele czasu. Dopiero wtedy podręczniki fizjologii zostaną uzupełnione o przypisy dotyczące "nowej" roli insuliny. I co ważniejsze, dopiero wtedy z odkrycia tego będzie można czerpać praktyczne korzyści. Chodzi między innymi o pigułkę zapobiegającą utracie pamięci. Być może powstanie ona na bazie najnowszej generacji leków przeciwko cukrzycy, takich jak choćby dostępny od niedawna w USA Rezulin?

Zdaniem Suzanne Craft sprawność układu zawiadującego gospodarką cukrów w organizmie, w którym insulina gra kluczową rolę, stanie się niebawem najbardziej miarodajnym prognostykiem naszej kondycji umysłowej na starość.