Инсулин и инсулинорезистентность: новые молекулы-маркеры и молекулы-мишени для диагностики и терапии заболеваний центральной нервной системы

Abstract

В статье рассматриваются вопросы, связанные с ролью инсулина в обмене глюкозы в центральной нервной системе в физиологических условиях и при развитии нейродегенеративных заболеваний и инсулинорезистентности. Долгие годы головной мозг считался инсулиннезависимым органом, способным утилизировать глюкозу без участия инсулина. В настоящее время инсулину принадлежит не только роль регулятора транспорта глюкозы и ее метаболизма, но и модулятора таких процессов, как электровозбудимость нейронов, пролиферация и дифференцировка прогениторных клеток, синаптическая пластичность, формирование памяти, секреция нейротрансмиттеров, апоптоз. В настоящем обзоре критически проанализирована современная литература, с учетом собственных данных, о роли инсулина и инсулинрезистентности в регуляции нейрон-глиального метаболического сопряжения, поддержании гомеостаза НАД+ и регуляции активности НАД+-зависимых ферментов, нейрогенеза и развития мозга в (пато)физиологических условиях. Раскрываются причинно-следственные связи между нарушением гомеостаза глюкозы, развитием инсулинорезистентности и нейродегенеративными заболеваниями (болезнь Альцгеймера и Паркинсона), аутизмом, острым нарушением мозгового кровообращения, депрессией. Обсуждается применение новых молекул-маркеров инсулинорезистентности (адипокины, альфа-гидроксибутират, BDNF, инсулинрегулируемая аминопептидаза, провазопрессин) и молекул-мишеней для диагностики и терапии заболеваний головного мозга, ассоциированных с развитием инсулинорезистентности.

The review summarizes current data on the role of insulin in the regulation of t glucose metabolism in the central nervous system at physiologic and pathologic conditions. For many years, the brain has been considered as an insulin-independent organ which utilizes glucose without insulin activity. However, it is become clear now that insulin not only regulates glucose transport and metabolism, but also has modulatory efftects in impact on excitability, proliferation and differentiation of brain progenitor cells, synaptic plasticity and memory formation, secretion of neurotransmitters, apoptosis. We have critically reviewed literature information and our own data on the role of insulin and insulin resistance in neuron-glia metabolic coupling, regulation of NAD+ metabolism and action of NA-dependent enzymes, neurogenesis, brain development in (patho)physiological conditions. The paper clarifies interrelations between alterations in glucose homeostasis, development of insulin resistance and development of neurodegeneration (Alzheimer's disease and Parkinson's disease), autism, stroke, and depression. We discuss the application of novel molecular markers of insulin resistance (adipokines, alpha-hydroxybutyrate, BDNF, insulin-regulated aminopeptidase, provasopressin) and molecular targets for diagnostics and treatment of brain disorders associated with insulin resistance.