Воспаление играет важную роль в обмене веществ, работе митохондрий, психическом и метаболическом здоровье. А это значит, что оно занимает значимое место в теории «от тела к мозгу».
Начнем с общего наблюдения: многие люди считают воспаление чем-то плохим. Низкоуровневое воспаление зачастую наблюдается у пациентов с метаболическими и психическими расстройствами.
Предположительно, нейровоспаление может быть первопричиной по крайней мере некоторых психических и неврологических расстройств. Цитокиновый шторм (чрезмерно активная воспалительная реакция) может приводить к смерти людей, заболевших COVID.
Затянувшееся воспаление является одной из основных предполагаемых причин постковидного синдрома, когда у людей на протяжении нескольких месяцев или даже лет после заражения наблюдаются психические и неврологические симптомы.
При аутоиммунных расстройствах воспаление и иммунная система атакуют здоровые ткани человека. Повышенная кишечная проницаемость может привести к хроническому воспалению. Все мы слышали, что воспаление является причиной большинства наших болезней. Нам твердят, что с ним нужно бороться.
Между тем воспаление – это не всегда что-то плохое. Воспалительная реакция происходит постоянно. Обычно она представляет собой нормальный процесс, который выполняет множество полезных функций в человеческом организме.
Воспаление борется с инфекциями, помогает заживлению ран, выполняет важные сигнальные функции. Оно участвует в нормальной реакции на стресс. С помощью воспалительных цитокинов стрессовые сигналы рассылаются по всему организму. Клетки микроглии, иммунные клетки мозга, участвуют в развитии мозга, обучении и работе памяти.
⇨ Без воспаления мы бы просто умерли.
Воспаление – один из влияющих на обмен веществ механизмов, с помощью которого организм распределяет и использует метаболические ресурсы.
Когда в какой-то области организма высвобождаются воспалительные цитокины, туда приливает больше крови, которая приносит вместе с собой кислород, глюкозу, аминокислоты и жиры. Воспаление «призывает» эти ресурсы, и организм их выделяет. Это может происходить в результате инфекции или травмы, а также в ответ на старые или умирающие клетки.
Воспаление провоцирует выработку большего количества иммунных клеток и антител. Они могут быть спасительными при борьбе с вирусами, бактериями и даже с недавно образовавшимися раковыми клетками, однако для их производства требуются энергия и ресурсы. Организм отдает приоритет борьбе с этими ситуациями, поскольку они угрожают его выживанию. В других случаях он выделяет ресурсы для внесения адаптивных изменений, например увеличения размеров мышц после тренировки или направления метаболических ресурсов в определенные области мозга для получения новых знаний. Даже в этих ситуациях воспаление призывает ресурсы к этим участкам. В подобных сценариях метаболических ресурсов, доступных для всех остальных клеток организма, становится меньше. Другими словами, воспаление влечет за собой метаболические потери.
Высокий уровень воспаления может повлиять на эмоции, мысли, мотивацию и поведение. Так, например, у людей, которые болеют какой-то вирусной инфекцией или раком, высокий уровень воспаления вызывает изменения в психике. Люди становятся вялыми, замкнутыми, немотивированными, менее уверенными в себе – им часто хочется забраться в постель и полежать. Все это адаптивные изменения. Это нормальные и здоровые реакции, даже если из-за них человек чувствует себя несчастным. Такие изменения позволяют экономить метаболические ресурсы. Организм борется за выживание. Сейчас не время играть, заниматься спортом и даже размножаться. Все имеющиеся в распоряжении ресурсы должны быть направлены на выживание.
Между тем бывает и обратный процесс: различные психические состояния могут приводить к воспалению. Так, в одном любопытном исследовании, проведенном на людях и обезьянах, которые были одинокими, было обнаружено, что одиночество усиливает стрессовую реакцию и провоцирует специфическую активацию иммунных клеток [1]. Как результат, у одиноких людей и обезьян развивалось хроническое низкоуровневое воспаление. Кроме того, они были более восприимчивыми к вирусным инфекциям. Исследователи дошли до того, что заразили обезьян вирусом, и в результате обнаружилось, что у одиноких животных был ослабленный иммунный ответ. Это помогает объяснить, почему такой психический симптом, как чувство одиночества, оказался связан с более высокими показателями не только психических расстройств, но и сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера и преждевременной смерти [2].
Когда воспаление продолжается длительное время или достигает экстремального уровня, его метаболические издержки могут вызывать или усугубить различные психические и метаболические расстройства.
При обострении инфекционных, аллергических, аутоиммунных и онкологических заболеваний может наблюдаться рост случаев развития новых психических расстройств или обострения психических симптомов у людей с уже существующими отклонениями. Вот один удивительный пример: у людей с насморком (ринитом), вызванным, например, сезонной аллергией, вероятность развития депрессии на 86 % выше [3]. Эти воспалительные заболевания также являются известными причинами развития делирия у пожилых людей. Аналогичным образом может наблюдаться усиление симптомов метаболических расстройств. У страдающих диабетом повышается уровень сахара в крови. У людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями может повыситься кровяное давление, появиться боль в груди или случиться новый сердечный приступ.
Крупное популяционное исследование с участием более миллиона детей в Дании показало, что у детей, госпитализированных в связи с серьезными инфекциями, на 84 % выше вероятность развития последующего психического расстройства и на 42 % выше вероятность назначения психиатрических препаратов [4]. Наибольший риск возникает в течение трех месяцев после инфекции. У подростков риск развития ОКР увеличивался в восемь раз. Если вы думаете, что все эти дети были просто «тревожными», потому что их госпитализировали, то наиболее распространенные диагнозы включают шизофрению, ОКР, расстройства личности, умственную отсталость, аутизм, СДВГ, вызывающее оппозиционное расстройство, расстройство поведения и тикозные расстройства. Это серьезные болезни мозга, а не просто «беспокойство» из-за госпитализации. К тому же, как вы заметите, диагнозы самые распространенные и не ограничиваются каким-то одним конкретным расстройством, что полностью согласуется с теорией «от тела к мозгу».
Это лишь пара примеров исследований, демонстрирующих, что воспалительные заболевания могут приводить к развитию или обострению как психических, так и метаболических расстройств. Но есть ли доказательства того, что в этот процесс как-то вовлечены и митохондрии?
Воспаление и митохондрии находятся в сложной петле обратной связи. Митохондрии участвуют во многих аспектах нормальной воспалительной реакции, включая и выключая ее. Воспаление, в свою очередь, может нарушать функцию органелл. Более того, митохондриальная дисфункция, даже вызванная другими причинами, может привести к воспалению. Это порочный круг. Я расскажу вам о некоторых фактах, подтверждающих это.
Митохондрии играют определенную роль в нормальном воспалении. В главе об этих органеллах я уже поделился с вами результатами исследования, доказывающего, что они отвечают за различные фазы заживления ран макрофагами. В одной научной статье под названием «Роль митохондрий в иммунном ответе» рассматривается множество сложных механизмов, с помощью которых митохондрии прямо или косвенно участвуют во многих аспектах иммунного ответа, включая борьбу с вирусами и бактериями, а также играют роль в повреждении клеток и стрессе [5]. В другой статье, опубликованной в журнале Cell, говорится, что митохондрии способствуют гибели иммунных клеток, когда приходит время выключить иммунный ответ [6]. Если митохондрии в этих клетках не работают должным образом, возникают проблемы с воспалением и функцией иммунных клеток. Это может привести либо к гиперактивному, либо к недостаточно активному иммунному и воспалительному ответу. Такая реакция наблюдается при многих психических и метаболических расстройствах.
Воспаление напрямую влияет на функцию митохондрий. Например, было установлено, что фактор некроза опухоли (ФНО), воспалительный цитокин, непосредственно ингибирует функцию митохондрий [7]. Более важным примером является интерферон, еще один воспалительный цитокин. Его производство в значительной степени зависит от митохондрий, но также было показано, что он непосредственно ингибирует три митохондриальных гена, что приводит к изменениям в функции этих органелл [8]. Более того, было показано, что интерферон непосредственно подавляет производство АТФ в митохондриях некоторых клеток мозга [9]. Важным примером является то, что интерферон можно давать людям в качестве лекарства при лечении серьезных инфекций или рака. Вскоре после начала приема интерферона может разверзнуться ад психиатрических симптомов – по сути, это может быть все что угодно: депрессия, повышенная усталость, раздражительность, бессонница, суицидальное поведение, маниакальные симптомы, тревога, психотические симптомы, проблемы с концентрацией внимания и делирий [10]. Прием интерферона способен привести к обострению всех существующих психических расстройств. Ну вот опять. Один-единственный препарат способен вызвать все известные в психиатрии симптомы. Почему? Ответ, как всегда, кроется в митохондриях.
Существует множество других механизмов воздействия воспаления, иммунных клеток и цитокинов на функцию митохондрий, но для нас прежде всего важен тот факт, что воспаление может привести к митохондриальной дисфункции.
Воспаление также влияет на развитие мозга, приводя к неправильному его формированию у плода или маленького ребенка. Так, у беременных женщин с какой-либо инфекцией вероятность рождения ребенка с аутизмом на 80 % выше [11]. Существует множество животных моделей аутизма, в которых исследователи вводят воспалительные молекулы беременным мышам, чтобы вызвать аутизм у потомства. Как мы можем связать все это воедино? Опять-таки на помощь приходят митохондрии.
Воспаление также бывает и следствием дисфункции митохондрий. Помимо того что митохондриальная дисфункция в иммунных клетках непосредственно влияет на воспалительный и иммунный ответ, если митохондрии в других типах клеток не функционируют должным образом, это также зачастую приводит к хроническому низкоуровневому воспалению, которое мы наблюдаем у многих людей с метаболическими и психическими расстройствами.
Клетки, в которых нарушен обмен веществ, могут прийти в негодность. У них, как правило, возникают проблемы с самообслуживанием, они могут сжаться или умереть. У таких клеток может быть повышенный уровень окислительного стресса. Все эти факторы, как известно, провоцируют воспаление. Клетки посылают сигналы, так называемые молекулярные фрагменты, связанные с повреждениями (DAMPs), которые означают, что они нуждаются в ремонте. Мертвые клетки необходимо правильно утилизировать. Выполнить эти задачи помогает воспаление. На самом деле, известно, что митохондрии сами по себе или по крайней мере некоторые их компоненты являются мощными DAMP. Когда они высвобождаются из проблемной клетки, это провоцирует воспаление. В таких случаях этот процесс является нормальной реакцией, следствием метаболической проблемы. Попытка его подавить, скорее всего, не принесет пользы. Более того, в некоторых случаях это может усугубить ситуацию, так как помешает нормальному заживлению. Низкоуровневое воспаление, связанное со всеми психическими и метаболическими расстройствами, скорее всего, следствие широко распространенной метаболической дисфункции. Чтобы решить эту проблему, необходимо понять, что в первую очередь вызывает сложности с обменом веществ. Таких факторов много: неправильное питание, стресс, гормональные проблемы, недостаток сна, употребление алкоголя, наркотиков и других токсинов. О некоторых из них вы скоро узнаете подробнее. Для того чтобы решить эту проблему, мы должны устранить метаболическую дисфункцию в клетках. После восстановления метаболического здоровья воспаление прекратится.
На протяжении десятилетий подавление воспаления было областью, представляющей большой интерес для исследователей. Они изучали возможность использования антиоксидантов и противовоспалительных средств для лечения как метаболических, так и психических расстройств. На эти исследования были потрачены миллиарды долларов. В список применявшихся в этих целях препаратов входят витамин Е, омега-3 жирные кислоты, N-ацетилцистеин и нестероидные противовоспалительные препараты, такие как ибупрофен. К сожалению, все они оказались недостаточно эффективными. Их применение при депрессии, шизофрении, болезни Альцгеймера, сердечно-сосудистых заболеваниях, ожирении и диабете в лучшем случае приводило к разочарованию, хотя все эти расстройства и связаны с повышенным хроническим воспалением. Один метаанализ показал небольшую пользу некоторых из этих препаратов при некоторых психических расстройствах, однако достигнутые улучшения были минимальными и, как правило, не являлись клинически значимыми [12]. К тому же, если учесть, что воспаление играет важную роль в нормальной работе нашего организма, его подавление с помощью лекарств, вероятно, может в долгосрочной перспективе привести к непреднамеренным негативным последствиям.
Так имеет ли воспаление какое-либо значение для лечения? Имеет.
Во-первых, существует множество факторов образа жизни, уже упомянутых мной, которые могут вызвать обширную метаболическую дисфункцию, чреватую хроническим воспалением. Устранение этих факторов помогает в снижении воспаления и лечении метаболических и психических расстройств. Противодействовать их негативному влиянию с помощью антиоксидантов будет просто бессмысленно.
Аутоиммунные расстройства связаны с высоким уровнем воспаления и играют роль в психических и метаболических расстройствах. Эти проблемы очень важно решить. Иногда для этого требуется противовоспалительная терапия или устранение гормонального дефицита. В любом случае необходима консультация с вашим врачом.
Хронические инфекции также могут быть серьезной проблемой. Когда организм не в состоянии уничтожить вирусную или бактериальную инфекцию, она нарушает обмен веществ и может привести к проблемам.
ВИЧ, хроническая болезнь Лайма, гепатит и другие инфекции могут играть роль в нарушении обмена веществ и психического здоровья. Ваш лечащий врач должен помочь разработать оптимальный план лечения.
Аллергия также может привести к хроническому воспалению. Иногда аллергенов можно избежать, но в других случаях вам потребуется сотрудничество с лечащим врачом для подбора подходящего лечения.
Гигиена полости рта также может влиять на воспаление, а оно, в свою очередь, может воздействовать как на обмен веществ, так и на психические расстройства. Очень важно чистить зубы щеткой и зубной нитью и регулярно проходить осмотр у стоматолога. Это один из способов минимизировать воспаление в вашем организме.
• Воспаление играет важную роль в психическом и метаболическом здоровье.
• Воспаление всегда влияет на обмен веществ, а проблемы с обменом веществ часто повышают уровень воспаления.
• Для многих людей неправильное питание, недостаток физических упражнений, плохой сон, курение, употребление алкоголя или наркотиков и другие факторы образа жизни являются основными причинами низкоуровневого хронического воспаления. Устранить напрямую эти причины важнее, чем пытаться снизить воспаление другими способами, например с помощью приема антиоксидантов.
• Воспаление влияет на психическое состояние, а психическое состояние может вызвать воспаление.
• Митохондрии принимают прямое и косвенное участие в воспалении и работе иммунных клеток.
• Воспаление и митохондрии находятся в сложном цикле обратной связи, и это очень важно для метаболического и психического здоровья.