ЗАПИСАТЬСЯ

Синдром дефицита внимания и гиперактивности: не пора ли пересмотреть потребление сахара?

Синдром дифицита внимания и гиперактивности: не пора ли пересмотреть потребление сахара?

PLANETAMED·25 АВГУСТА 2017 Г.

 

Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder: Is it Time to Reappraise the Role of Sugar Consumption?

Richard J. Johnson, MD,1 Mark S. Gold, MD,2 David R. Johnson, PhD,3 Takuji Ishimoto, MD,1 Miguel A. Lanaspa, PhD,1 Nancy R. Zahniser, PhD,4 and Nicole M. Avena, PhD2,5

Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3598008/

РЕЗЮМЕ

Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) затрагивает почти 10% населения детей в Соединенных Штатах, и число страдающих данным расстройством неуклонно растет за последние десятилетия. Причина СДВГ до сих пор неизвестна, хотя недавние исследования показали, что расстройство может быть связано с нарушением дофаминергической передачи, в результате которой снижается концентрация D2-дофаминовых рецепторов в «системе внутреннего подкрепления» мозга. Такой же принцип нарушения дофаминергической передачи наблюдается и у людей, страдающих зависимостью от еды и наркотиков. Хотя генетические механизмы могут и способствовать возникновению СДВГ, зафиксированная частота распространения расстройства свидетельствует о том, что в этиологии заболевания могут быть и другие причины.

В данной статье мы вновь обратимся к гипотезе: чрезмерное потребление сахара может играть ключевую роль в проявлении симптомов СДВГ. Мы рассмотрим доклинические и клинические данные, указывающие на связь между СДВГ, сахаром, пристрастием, а также с ожирением. Кроме того, мы рассмотрим гипотезу о последствиях чрезмерного потребления сахара и изменениях сигнальной системы мезолимбического дофамина, которые могут способствовать появлению симптомов, связанных с СДВГ. Вашему вниманию мы предлагаем следующие исследования для изучения возможной взаимосвязи между постоянным потреблением сахара и СДВГ.

Ключевые слова: СДВГ, сахароза, фруктоза, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, синдром дефицита награды, дофамин, рецептор D2, ожирение

ВВЕДЕНИЕ

По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний, в США почти у одного из 10 детей в возрасте от 4 до 17 лет родителями поставлен диагноз «синдром дефицита внимания и гиперактивности» (СДВГ) и эта цифра достигает 5,4 млн детей, половина которых активно принимают лекарственные препараты. СДВГ диагностируется по конкретным критериям (например, «Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам» Американской психиатрической ассоциации, четвертое издание, текстовое редактирование [DSM-IV-TR]), включая гиперактивность и невнимательность, неспособность сосредоточиться, отсутствие концентрации внимания и небрежность в выполнении каких-либо действий. Другие особенности поведения включают в себя импульсивность, эмоциональную неустойчивость, ерзание и болтливость. СДВГ обычно связан с низким уровнем обучаемости и плохой успеваемостью в школе; может также затрагивать социализацию и психические проявления (например, смена настроений, расстройства поведения и биполярные проявления). (5) Кроме того, проявления СДВГ обычно продолжаются и во взрослой жизни (3), и затрагивают от 3% до 5% взрослого населения. (6) Взрослые с СДВГ по сравнению со взрослыми без СДВГ, имеют повышенный риск злоупотребления психоактивными веществами (16% против 4% соответственно) и подвержены асоциальному поведению (18% против 2% соответственно). (7) Лечение СДВГ состоит из коррекции поведенческих моделей и фармакотерапии психостимуляторами (например, амфетамин или метилфенидат), которые повышают внеклеточные уровни как дофамина, так и норэпинефрина, или селективного ингибитора обратного захвата норадреналина атомоксетина. (8) Хотя эти методы лечения часто облегчают симптомы, полностью убрать их практически невозможно, и излечение от болезни тоже наступает редко.

Определяя этиологию заболевания СДВГ, крайне важно сформировать более эффективные способы профилактики и лечения расстройства. Ряд исследований показывает, что СДВГ может иметь генетическую основу, и появляется все больше и больше доказательств того, что СДВГ может быть связано с полиморфизмом в генах, участвующих в нейротрансмиссии дофамина. (10) Действительно, есть много доказательств того, что СДВГ может активировать изменения мезолимбического дофамина (Рис. 1). Например, полиморфизм DRD2-TAQ-IA, который приводит к снижению стриатальных D2-рецепторов, также приводит к увеличению риска алкогольной и опиоидной зависимости, (11) ожирения, (12), (13) и СДВГ. (14-16). Несмотря на то, что значимость генетики в СДВГ не оспаривается, несколько генетических связей, выявленных на сегодняшний день, могут составлять лишь небольшой процент причин появления СДВГ. Таким образом, для нас важно рассмотреть другие возможные факторы, которые могут вызывать или предрасполагать людей к развитию СДВГ.

Рисунок 1

 

 

Макет человеческого головного мозга с дофаминовыми путями. Светло-серые линии показывают мезолимбический путь (от вентральной области покрышки головного мозга до префронтальной коры мозга и центра удовольствия). Темно-серые линии показывают нигростриальный путь (от черного тела к дорсальному стриатуму или хвостатому ядру/скорлупе).

Среди родителей детей с СДВГ бытует мнение, что потребление сахара может играть ключевую роль в развитии заболевания, и чрезмерное его потребление может вызывать вспышки гиперактивности, после чего у детей наступает период спокойствия и бездействия .(17) В ходе исследований, проводимых в 1980-е годы, сахар исключили как вероятную причину СДВГ.

Несмотря на то, что предварительные исследования потребления сахарозы и влияние ее на СДВГ и не были идеальны, полученные результаты показали выраженные последствия потребления сахара на проявление симптомов СДВГ, а также было проведено сопоставлении влияния сахарозы и сахарозаменителей.

Поскольку СДВГ является хроническим расстройством, мы выдвигаем гипотезу, что постоянное чрезмерное потребление сахара может быть причиной заболевания. Также мы полагаем, что сладкий вкус (обеспечиваемый сахаром или искусственными подсластителями) достаточен для того, чтобы активировать мезолимбическую дофаминную систему, которая приводит к поведению, характерному для СДВГ.

РАННИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И СДВГ

Некоторые ранние исследования подтверждают концепцию, согласно которой чрезмерное потребление сахаров может играть ключевую роль в СДВГ. Например, исследование, проведенное Prinz et al (18), показало, что гиперактивность проявлялась у тех детей, кто потреблял большое количество сахарозы. Тем не менее, исследования, проведенные Wolraich и другими, привели убедительные доказательства того, что потребление сахара (сахарозы) не связано с симптомами СДВГ. (17,19-22) Введение сахара в рацион питания детей на протяжении 3 недель ничем не отличалось от использования аспартама или сахарина. А также не наблюдалась симптоматика СДВГ у детей, которых считали чувствительными к сахарозе.(20) Известно еще одно исследование, где детям с «чувствительностью к сахару» была поставлена гиперактивность, а родителям было сказано, что их детям давали аспартам или сахарозу. Родители оценили поведение детей, которые принимали сахарозу, как худшее. Однако в действительности обе группы детей получали аспартам. (22) Введение сахарозы у гиперактивных мальчиков приводило к аналогичному поведению, как и при введении аспартама. (19) Из-за отсутствия возможности задокументировать влияние подсластителей на гиперактивность, даже у детей с чувствительностью к сахарам (особенно в сравнении с другими подсластителями, такими как аспартам), в значительной степени ученые поставили под сомнение гипотезу о влиянии сахара на СДВГ. Более того, метаанализ клинических испытаний, проведенных 15 лет назад, показал, что сахар не является причиной СДВГ (21).

ГИПОТЕЗА: ПОСТОЯННОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ САХАРА МОЖЕТ ВЫЗЫВАТЬ ПРОЯВЛЕНИЕ СИМПТОМОВ СДВГ

Наша основная гипотеза показана на рисунке 2. По сути, мы предполагаем, что провоцирующим фактором развития СДВГ является чрезмерное потребление сахара (или подсластителя), которые приводят к сильному выбросу дофамина. На протяжении нескольких недель и месяцев это процесс приводит к снижению рецепторов D2 и D2-передачи. В связи с этим потребление сахара возрастает. Однако со временем реакция дофамина на сахар медленно снижается, а промежуточные периоды сопровождаются снижением уровня стриатального дофамина. Таким образом чувствительность лобной доли к естественным вознаграждениям снижается, что приводит к развитию таких поведений, как переедание и СДВГ.

Рисунок 2

Предполагаемый путь развития симптомов, связанных с СДВГ. При употребление сахара или других подсластителей происходит повышение уровня дофамина в вентральном теле, связанным с вознаграждением. Это процесс приводит к увеличению потребления сахара, которое в течение нескольких недель и месяцев приводит к уменьшению стриатальных D2-рецепторов. Чтобы компенсировать дисбаланс, происходит повышение потребления сахара, что приводит к ответным реакциям дофамина, который постепенно снижается с течением времени. В периоды между потреблениями сахара уровень внеклеточного дофамина может постепенно снижаться, что приводит к его низкому уровню. Низкое же содержание дофамина становится следствием ингибирования механизмов контроля лобной коры, что приводит к симптоматике СДВГ и к пищевым пристрастиям, вызывающим ожирение.

ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПОТРЕБЛЕНИЕ САХАРА И СДВГ ОБНАРУЖИВАЮТСЯ ИЗМЕНЕНИЯ В ПЕРЕДАЧЕ ДОФАМИНА И D-2 РЕЦЕПТОРОВ, СХОДНЫЕ КАК И ПРИ НАРКОМАНИИ

Повторная стимуляция дофамина в вентральном стриатуме (хвостатое и чечевицеобразное ядро ) и дорсальном стриатуме (скорлупа или путамен) головного мозга наркотиками, такими как кокаин или героин, приводят к зависимости. (23,24 ) Хотя передача сигналов через оба подтипа D1 и D2-рецептора связаны с зависимостью, большинство исследований, проводимых на людях основывались на анализе рецепторов D2, поскольку они коррелируют особенности зависимости и могут быть количественно определены с помощью сканирования позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) с использованием раклоприда C11 ([11C] раклоприд), который избирательно связывается с D2-рецепторами.(25) Данные исследования показали, что снижение D-2 рецепторов в областях мозга, связанных с вознаграждением, обнаружены у кокаино и героинозависимых. (25,26) Сокращение количества рецепторов D2 прилежащего ядра до употребления наркотиков также прогнозирует кокаинозависимоть, это видно на примере крыс (27). В совокупности эти исследования показывают, что повторный выброс дофамина может привести к снижению регуляции стриатальных D2-рецепторов, что становится следствием развития наркомании. Понятие о том, что меньшее количество D2-рецепторов может повысить уязвимость к наркозависимости, также подтверждается тем фактом, что у людей с полиморфизмом DRD2-TAQ-IA уменьшается плотность рецепторов D2, и они подвергаются повышенному риску алкоголизма и опиатной зависимости. (11)

Механизм, благодаря которому низкие стриатарные D2-рецепторы приводят к аддиктивному поведению, может относиться к известной связи между дофаминовой передачей и механизмами контроля коры головного мозга. Дорсолатеральная префронтальная кора и медиальная префронтальная кора участвуют в контроле поведения и мотивации и подвергаются изменениям у пациентов с наркотической зависимостью (28). Наблюдения также показывают, что у людей с низкими рецепторами D2, обусловленные полиморфизмов в DRD2-TAQ-IA, меняется метаболизм префронтальных долей и проявляется неспособность к обучению, усугубляющаяся возможностью избегать действий с негативным воздействием. Также подчеркиваются причинно-следственная связи между плотностью рецепторов D2 и областью коры головного мозга, отвечающего за контроль поведенческих механизмов. (12). Еще одно наблюдение подтверждает, что у людей, страдающих ожирением также отмечается изменения в метаболизме префронтальной коры головного мозга, тесно связанной с низким уровнем D2-рецепторов и аддиктивным поведением. (29)

Сахароза является мощным стимулятором выброса дофамина. У крыс потребление сахарозы приводит к резкому повышению внеклеточного дофамина в прилежащем ядре, (30,31), и как повышается прием сахарозы, так повышается и внеклеточный уровень дофамина, если пресинаптический обратный захват дофамина блокируется.(32) Повышение дофамина может увеличить поведенческие реакции, приводящие к дальнейшему потреблению сахарозы. Например, у мышей с генетически высоким уровнем дофамина отмечаются повышение показателей сахарозы, высокое потребление пищи и воды, они более внимательны и более эффектно достигают своих целей. (33) Хотя у них и есть большая реакция «желания» на сахарозу, но нет на нее ответной реакции (удовольствия). (33)

Хотя кратковременное воздействие дофамина может повышать эффективность, проблема заключается в том, происходит потеря чувствительности дофаминовых реакций при повторном введении сахара. Значительная часть наших знаний о влиянии сахарозы на поведение, схожее с зависимостью, была получена в результате исследований крыс в лаборатории Барта Хобеля в Принстонском университете (Принстон, Нью-Джерси). Он разработал модель переедания сахарозы на примере крыс. (34) В частности, крысам предлагалась сахароза 12 ч/сут на протяжении примерно 3 недель, повышалось их ежедневное потребление сахарозы и был предоставлен неограниченный доступ к сахарозе в ежедневном рационе. У этих крыс введение налоксона (опиоидного антагониста) приводило к появлению опиатных признаков (например, постукивание зубами, дрожание головами и тремор передних лапок), а также отмечались признаки тревоги.(35) Также у крыс наблюдалась ломка в случае ограничения сахарозы и пищи. Кроме того, крысы, у которых была история с чрезмерным потреблением сахарозы, показали повышенную чувствительность к злоупотреблению наркотиками. (37,38) Таким образом, повторное воздействие сахара может привести к «сахарной зависимости», которая по манере поведения напоминает наркозависимость. (34,39)

Влияние периодического потребления сахара на выброс дофамина в прилежащем ядре отличается от того, как обычно происходит реакция на прием пищи. В то время как вкусная пища служит выбросу дофамина, и эффект больше связан с новизной пищи, выброс дофамина все-таки ослабевает с последующим приемом пищи. (40) Однако, когда крысы многократно переедали сахар (то есть, ели ежедневно на протяжении 1 месяца ), у них продолжался выброс дофамина из прилежащего ядра при приеме (30) или дегустации (41) сахарозы. Таким образом, наблюдения показывают, что реакция дофамина не меняется, несмотря на постепенное увеличение потребления сахарозы, и указывает на некоторую десенсибилизацию (снижение чувствительности).

Снижение чувствительности, постоянное потребление сахарозы у крыс связано с уменьшением в прилежащем ядре проявления цепочки мРНК рецептора D2. (42) В этой части головного мозга также снижается уровень D2-рецепторов (43), и наблюдается более ограниченная парадигма воздействия сахарозы. (44) Стриатальные D2-рецепторы уменьшались и у крыс, придерживающихся сахарозосодержащего питания в стиле "кафетерий" на протяжении 40 дней. Крысы постепенно увеличивали потребление пищи и, в итоге это приводило к развитию у них ожирения.(45) У крыс проявлялся более высокий порог вознаграждения, обусловленный электрической стимуляцией прилежащего ядра, предполагая, что им, возможно, придется есть больше продуктов, богатых сахарозой для вознаграждения. Кроме того, эти крысы становились устойчивыми к наказанию (стоп-шоком). (45) Эти эффекты усиливались путем снижения стриатальных рецепторов D2 у крыс на диете, богатой сахарозой.(45 ) В совокупности данные исследования показывают, что повторное воздействие сахара может влиять на мезолимбическую дофаминергическую реакцию на вкусную пищу, возможно, частично из-за снижения D2-рецепторов.

Передача сигналов дофамина в головном мозге также подвержена изменениям, как и у пациентов с СДВГ. У взрослых с СДВГ отмечается меньше D2-подобных рецепторов в левом вентральном теле (участвуют в поведении вознаграждения), левом среднем мозге и левом гипоталамусе (участвуют в памяти) по сравнению со здоровыми взрослыми, а снижение рецепторов D2 связано со степенью невнимательности. (46) Кроме того, снижается метаболизм глюкозы в префронтальной коре головного мозга взрослых с СДВГ, что сопровождается потерей механизмов лобового контроля. (47) Наконец, также наблюдается и снижение метаболизма дофамина в образцах спинной жидкости головного мозга, полученных в ходе исследований у детей с СДВГ. (48) Таким образом, СДВГ имеет аналогичную биосигнатуру дофамина, которая наблюдается при потреблении сахарозы или наркотической зависимости, причем обе зависимости демонстрируют снижение регуляции стриатальных D2-рецепторов. Синдром дефицита внимания и гиперактивности связан также с уменьшением чувствительности лобной доли к естественным наградам и проявлением невнимательности (46), и хотя это не было доказано на примере животных, постоянно потребляющих сахарозу; данное наблюдение показывает, что генетическое снижение стриатальных D2-рецепторов, связанных с изменениями поведенческих механизмов лобной доли (12), свидетельствует о постоянном потреблении сахара. Общая связь между рецепторами дофамина D2 и механизмами контроля лобной доли привели к тому, что Volkow et a (l46) предположил, что периодическая стимуляция выброса дофамина может приводить к потере чувствительности сигнальных путей постсинаптического дофамина, что, в свою очередь, уменьшает тормозные сигналы, генерируемые лобной корой. Все это приводит к импульсивному поведению и потере эмоционального контроля, а также к симптомам СДВГ. В первую очередь мы предполагаем, что СДВГ может быть связан с постоянным потреблением сахара. Если это так, то постоянное потребление сахара приводит к увеличению распространения заболевания СДВГ.

РОСТ СДВГ СВЯЗАН С РОСТОМ ПОТРЕБЛЕНИЯ САХАРА

В последние годы с ростом потребления сахара среди населения растет и количество пациентов с СДВГ. На протяжении последних двух столетий потребление сахаров в Соединенном Королевстве Великобритании и в Соединенных Штатах заметно возросло, и за последние 40 лет наблюдается заметный рост в связи с широким использованием кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. (49,50) Сегодня, потребление сахаров составляет от 15% до 20% ежедневного потребления калорий у взрослых; у 10% взрослых и у 25% детей потребление сахаров может составлять больше 25% от их общего рациона питания. (51-53)

Трудно определить частоту распространения СДВГ, поскольку на протяжение многих лет определения заболевания постоянно менялись, и на сегодняшний день нет достаточного количества исследований в этой области. Исследования, опубликованные еще в начале 20-го века по психическим расстройствам поведения детей, были сосредоточены на афазии, дислексии и аутизме. Отчеты о гиперактивности или аномальной усталости у детей относительно ограничиваются фактами первой половины 20-го века. (55,56)

В конце 1960-х и 1970-х годов можно наблюдать резкое увеличение публикаций о детях с СДВГ, в то время заболевание называлось «минимальной дисфункцией мозга». (4) По данным, полученным с 1990 года, примерно у 2% -5% американских школьников наблюдается синдром гиперактивности. (47,57,58). В Общенациональном Обследовании Здоровья Детей, которое включало в себя рандомизированное, национальное и межсекторальное обследования, принимали участие более 70 000 семей с детьми в возрасте от 4 до 17 лет. Как в 2003, так и в 2007 году полученные данные свидетельствуют об увеличение больных СДВГ на 20% в период с 2003 по 2007 год, среди детей процентное соотношение увеличилось с 7,8% до 9,5% (в том числе с 11,0% до 13,2% у мальчиков и (4 ) от 0,4% до 5,6% у девочек). (1) В Национальном опросе по вопросам здравоохранения также сообщалось об увеличении роста СДВГ в период с 1997 по 2006 год на 3% в год. (59)

Рост распространения СДВГ в США связан со всем известным ростом потребления сахара среди населения. Насколько нам известно, никакие исследования напрямую не подтверждают, существует ли связь между распространением СДВГ и потреблением сахара, есть только несколько сообщений о их связи с СДВГ. Родители же детей с СДВГ сообщают о нарушениях у них сна, и связыват с высоким потреблением сахара. (60) Вместе с тем, у детей дошкольного возраста, придерживающиеся нездорового питания с высоким содержанием сахара, чаще проявляется гиперактивность в возрасте 7 лет по сравнению с детьми, которые придерживаются здорового питания .(61)

ПОТРЕБЛЕНИЕ САХАРА И СДВГ ТАКЖЕ СВЯЗАНЫ И С ОЖИРЕНИЕМ

Заметное увеличение потребления сахара было эпидемиологически и физиологически связано с ростом ожирения и метаболического синдрома. (49,62) Синдром дефицита внимания и гиперактивности также связан и с ожирением. (63,64) В 1 исследовании детей с СДВГ в возрасте от 3 до 18 лет, 29% имели индекс массы тела (ИМТ) > 85-й процентили, что в два раза превышает частоту, наблюдаемую у нормального населения (65). Еще одно исследование показало, что почти у 20% мальчиков с 5 до 14 лет с СДВГ ИМТ был > 90-й центиль. (65) В исследовании китайских подростков (13-17 лет) с СДВГ частота ожирения была в 1,4 раза больше, чем число худощавых подростков.

Взрослые с СДВГ тоже обычно страдают ожирением. В одном исследовании у взрослых с СДВГ вероятность избыточного веса была 1,58 (отношение шансов [OR], 1,58; доверительный интервал 95% [CI], 1,05, 2,38), а для ожирения ОR составлял 1,81 (95% CI, 1,14, 2.64). (6) В другом исследовании было также установлено, что СДВГ и гиперактивность связаны с ожирением и гипертонией у молодых людей. (67) И наоборот, у пациентов с ожирением также присутствует повышенный риск развития СДВГ. Среди детей, госпитализированных с ожирением, СДВГ диагностировали в > 50% случаев.(68) Кроме того, у пациентов с ожирением, проходящих бариатрическую операцию, СДВГ было обнаружено у 27% пациентов, а частота пациентов с ожирением была еще выше (42%) (ИМТ> 40 кг / м2) .(69)

Существует несколько потенциальных объяснений связи между СДВГ и ожирением. Во-первых, характеристики, связанные с СДВГ, такие как депрессия и переедание, могут приводить к ожирению.(6,63) И наоборот, также наличие СДВГ может препятствовать способности худеть при помощи диетических программ или посредством баритарической хирургии. (69) Окончательное объяснение, которое мы предлагаем в этой статье, заключается в том, что потребление сахара может запускать как процесс СДВГ, так и повышать риск ожирения. Davis (63) также недавно включил потребление жиров в питании и сахаров в патогенезе СДВГ, особенно у женщин в период беременности (которое он описал как расстройство спектра фетального сахара).

У ОЖИРЕНИЯ ТАКИЕ ЖЕ ДОФАМИНОВЫЕ БИОСИГНАЛЫ КАК ПРИ СДВГ И ПОСТОЯННОМ ПОТРЕБЛЕНИИ САХАРОЗЫ

Доступность стриатального D2-рецептора снижается у пациентов с ожирением, что определяется ПЭТ-сканированием с [11C] с помощью раклоприда.(70) У пациентов с ожирением также отмечается низкий уровень стриатальных D2 -рецепторов, которые связаны с уменьшенным метаболизма глюкозы в лобной и соматосенсорной коре.(29) Также отмечается снижение дорсальной стриатальной реакции (обнаруживается посредством функциональной магнитно-резонансной томографии) (fMRI), по отношению к потреблению вкусных продуктов питания, соответствует более низким дофаминовым рекциям и / или более низкими D2-рецепторами.(71) Таким образом, люди с ожирением могут переедать, чтобы компенсировать нарушения реакции вознаграждения. В то время как у людей с ожирением обычно наблюдается пониженная дофаминергическую реакция на прием вкусной пищи, у них может проявляться и повышенная реакция и при виде пищи. (71) Связь раккоприда [11C] с рецепторами D2 уменьшается в дорсальном стриатуме, когда пациентам предварительно дают метилфенидат. Они видят аппетитную еду, это выраженное желание поесть схоже с выбросом дофамина и захватом (стимуляцией) D2-рецепторов.(72) Кроме того, повышенная дофаминергическая реакция на пищевые раздражители связана с поведением при переедании. Таким образом, низкий уровень дофаминовой реакции D2-рецепторов на пищу, может приводить к потреблению более вкусной пищи (для стимуляции реакции дофаминов) и большего желания, усиленной активации дофамина в ответ на вид пищи (возможно, из-за торможение лобной коры, ответственной за контроль).

У животных, страдающих ожирением, наблюдаются низкие уровни базального дофамина, которые повышаются в ответ на вкусную еду, но не на стандартную еду грызунов.(74) Другие исследования показывают, что у крыс Otsuka Long Evans Tokushima Fatty (OLETF), страдающих холецистокинином и ожирением, уменьшался уровень D2 -рецепторов в оболочке прилежащего ядра (75), и активация D2-рецептора способствовала активации сахарозы у крыс OLETF с ожирением.(76)

КАК ПОСТОЯННОЕ И ЧРЕЗМЕРНОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ САХАРА ВЫЗЫВАЕТ ОТКЛОНЕНИЯ В ДОМАФИНОВОЙ ПЕРЕДАЧЕ И РЕЦЕПТОРАХ D-2?

Сахароза, вероятно, активирует выброс дофамина в головном мозге с помощью нескольких механизмов. Один из них включает активацию сладких рецепторов (T1R2 и T1R3), присутствующих на языке и в кишечнике. (77) Сладкий вкус как сахарозы, так и сукралозы будет вызывать вкусовые предпочтения и дофаминергический реакцию в прилежащем ядре. (78) Важность вкусовых рецепторов была также определена посредством использования обмана при котором фистула желудка минимизировала поглощение пищи. В этих условиях сахароза может все же увеличивать внеклеточный дофамин в прилежащем ядре.(31,41,79) Однако, рецептор вкуса не является единственным механизмом, провоцирующим выброс дофамина у крыс, которых кормили сахарозой. Следовательно, у мышей, лишенных функциональных рецепторов вкуса (trpm5 - / - нокаутные мыши, у которых передача идет через рецепторы сладкого вкуса), все равно наблюдалась дофаминовая реакция и предпочтение к сахарозе, тогда как дофаминовая реакция на сукралозу пропала.(78) Также у мышей, генетически не хватает T1R3, в их вкусовых рецепторах и кишечнике по-прежнему наблюдается предпочтение сахарозе, даже если она происходит через желудочную инфузию. (80) Наблюдение относительно искусственных сахаров, таких как сукралоза показало, что она может стимулировать выброс дофамина в прилегающих ядрах обычных мышей. Это еще раз подтверждает, что ранние исследования, сравнивающие сахарозу с аспартамом, не показали различий в проявлении симптомов СДВГ.

Еще одно наблюдение свидетельствует о том, что у мышей, не имеющих рецепторов сладости, по-прежнему остается предпочтение к сахарозе и проявляется повышение стриатальной дофаминовой реакции. Есть предположение, что сахароза может оказывать влияние на передачу мезолимбического дофамина в результате его метаболизма. Сахароза распадается путем сукразы в кишечнике до фруктозы и глюкозы, которые затем абсорбируются и метаболизируются. Таким образом, воздействие сахарозы, а также HFCS, вероятно, связано с метаболическими эффектами глюкозы и / или фруктозы. Исследования, проведенные в значительной степени Ackroff et al., (82), показывают, что у крыс проявляются вкусовые предпочтения как к глюкозе (и ее полимеров [Polycose]), так и к фруктозе, даже если им дают эти сахара посторально (что осуществляется путем сочетания введения ароматизированных веществ ). Ввод как глюкозы (83), так и фруктозы (84 )может быть уменьшен путем инъекции антагонистов дофаминового рецептора в прилежащем ядре. Исследования, оценивающие «сахарную зависимость», были выполнены с применением глюкозы, и полученные данные показывают, что если глюкозу дают с перерывами, она может вызвать синдром, подобный зависимости с симптомами отмены, в ответ на налоксон, и снижением уровня D2 -рецепторов.(35, 43). Эти данные свидетельствуют о том, что как глюкоза, так и фруктоза могут вызывать дофаминовые реакции, которые могут иметь прямое отношение к симптомам СДВГ.

В то время как фруктоза и глюкоза демонстрируют некоторое сходство в их воздействии, другие исследования показывают, что их влияние на вкусовые предпочтения могут проходить разными путями. (85 ) У крыс, например, водная глюкоза является предпочтительной по сравнению с фруктозой из-за более сильных посторальных механизмов, тогда как фруктоза может вызывать более сильную оральную реакцию. (81,86) Фруктоза и глюкоза также заметно различаются в своем метаболизме (рис. 3). В отличие от глюкозы, фруктоза легко индуцирует истощение внутриклеточного фосфата и аденозинтрифосфата (АТФ) во время его метаболизма, поскольку исходное фосфорилирование фруктозы до фруктозо-1-фосфата фруктокиназой приводит к быстрому потреблению АТФ. (87) И наоборот, при метаболизме глюкозы, истощение АТФ никогда не происходит, поскольку существует система отрицательной обратной связи, которая предотвращает чрезмерное фосфорилирование. Снижение внутриклеточного фосфата, которое происходит во время метаболизма фруктозы, также приводит к стимуляции дезаминазы аденозинмонофосфата (AMP), которая превращает AMP в инозин-монофосфат (IMP) и в конечном итоге в мочевую кислоту. Мочевая кислота быстро вырабатывается в печени с повышением содержания мочевой кислоты в сыворотке крови, которая достигает пика в течение 1 часа после приема фруктозы.(88) Кроме того, некоторые исследования показывают, что фруктоза может метаболизироваться в гипоталамусе. Если это так, то это также должно привести к образованию внутриклеточной мочевой кислоты на этом участке.

 

 

Резкое увеличение содержания мочевой кислоты у крыс увеличивает внеклеточный дофамин в субстратном черном теле. (91) Теоретически это должно препятствовать облучению нейронов дофамина из-за стимуляции ингибиторных соматодендритных D2-ауторецепторов на нейронах дофамина. Однако резкое повышение уровня мочевой кислоты также стимулирует локомоторную активность. (92) Это наблюдение позволяет предположить, что дофамин в терминальных полях также повышен и стимулирует постсинаптические рецепторы D1 и D2, чтобы вызвать локомоторную активацию. В свою очередь, стойкая активация рецептора может приводить к снижению регуляции дофаминовых рецепторов в полосатом теле. Мочевая кислота может увеличить дофамин, блокируя метаболизм дофамина до его окислительного конечного продукта, дигидроксифенилуксусной кислоты. (91,93)

Существуют дополнительные доказательства, подтверждающие возможную роль мочевой кислоты в СДВГ. Во-первых, дети с СДВГ имеют более высокие уровни мочевой кислоты в сыворотке крови, чем здоровые. В частности, при исследовании 40 девочек и 50 мальчиков (в возрасте 3,5-4,5 лет) уровни мочевой кислоты в сыворотке были связаны с гиперактивностью, невнимательностью, импульсивностью и контролем гнева. (94) Низкоуровневая интоксикация свинца была связана с повышенным риском СДВГ, (95) и интоксикация свинцом - еще один механизм повышения уровня мочевой кислоты. (96,97) Синдром дефицита внимания и гиперактивности также гораздо чаще встречается у мальчиков, чем у девочек. А это еще раз подтверждает тот факт, что у мальчиков отмечается более высокий уровень мочевой кислоты, чем у девочек. (94)

Фруктоза, по мнению некоторых, является критическим компонентом сахарозы и HFCS, который стимулирует ожирение и метаболический синдром.(98-100) Фруктоза может вызывать ожирение с помощью нескольких механизмов, в том числе путем не стимулирования секреции лептина по сравнению с глюкозой (101), а путем индуцирования резистентности к инсулину и лептину. Последнее приводит к нарушению передачи лептина в гипоталамус.(102) Поскольку инсулин и лептин ингибируют передачу дофаминов, индукция резистентности к этим гормонам может способствовать увеличению передачи сигналов дофамина.(23) Фруктоза также может вызывать истощение АТФ в печени, (103-105), а снижение АТФ в печени, как было показано, стимулирует голод. (106-108) Фруктоза также снижает уровень АТФ в гипоталамусе, активирует АМФ-киназу и ингибирует ацетил-СоА-карбоксилазу (путем фосфорилирования ее), что снижает уровень малонил-СоА, что приводит к увеличению POMC (проопиомеланокортин) и тоже к голоду. (89,90) Кроме того, недавнее исследование с использованием fMRI сообщают, что глюкоза увеличивала активацию коры над контролем за зоной вознаграждения. В то время как фруктоза давала абсолютно противоположные эффекты.(109) Таким образом, скорее всего, что фруктоза и глюкоза могут иметь различные механизмы дофаминовой передачи.

Хотя последние исследования показывают, что фруктоза является ключевым фактором, а сахароза может влиять на ожирение и СДВГ, опьянение и передачу дофамина, влияние глюкозы тоже немаловажно. Очевидно, что для точного определения роли этих двух сахаров по отдельности и в комбинации, необходимо получить большее количество исследований, поскольку они могут быть связаны с поведением и с СДВГ.

 

ВЫВОД

Мы полагаем, что сахар резко увеличивает выброс дофамина, который со временем приводит к уменьшенному числу D2-рецепторов и, возможно, к уменьшению внеклеточного дофамина, что в свою очередь снижает чувствительность сигнальной оси дофамина. Эти последствия не связаны с быстрым эффектом сахара, а скорее имеют эффект накопления в течение нескольких недель и месяцев с постоянным повышением уровня сахара. (рис. 2). Если это так, то дети с СДВГ потребляют больше сахара, чем другие дети, в попытке изменить состояние дефицита дофамина. Это приводит к чрезмерному потреблению сахара, что в свою очередь становится причиной «сахарной зависимости» и увеличивает риск ожирения. У детей с СДВГ отмечается несколько высокий уровень мочевой кислоты как следствие большого потребления сахара. Родители может и считают, что воздействие сахара является причиной СДВГ. Тем не менее, введение сахара в течение нескольких дней в неделю вряд ли приведут к появлению более выраженных симптомов СДВГ, особенно если потребление сахарозы сравнивают с искусственными подсластителями, которые также могут вызывать дофаминовую рекцию. Поэтому потенциальная причинно-следственная связь между сахарозой и СДВГ могла быть упущена в более ранних исследованиях.

Наблюдение о том, что СДВГ представляет собой дефицитное состояние дофамина, может объяснить, почему лечение, которое увеличивает уровни дофамина в прилежащем ядре, посредством амфетамина и метилфенидата, резко улучшают симптомы. Однако, на основании растущего количества доказательств десенситизации / снижения уровня D2 рецепторов как механизма, лежащего в основе СДВГ, скорее всего эти препараты вызывают привыкание. Проблема решается с помощью модафинила, который увеличивает внеклеточный дофамин и используется в лечении нарколепсии.(110) Также известно, что агонисты дофаминовых рецепторов приводят к аддиктивному поведению у пациентов с болезнью Паркинсона.(111) Необходимо проводить дальнейшие исследования, оценивающие роль агонистов дофаминовых рецепторов при СДВГ.

Мы рекомендуем провести конкретные экспериментальные и клинические исследования для проверки нашей гипотезы (таблица 1). Если будет установлено, что СДВГ является следствием заметного увеличения потребления сахаров, то будут учитываться меры общественного здравоохранения для снижения потребления сахара, особенно среди детей младшего возраста (в возрасте до 7 лет), которые наиболее подвержены к развитию СДВГ. Поскольку СДВГ могут быть связаны с нарушением школьной успеваемости, асоциальным поведением и наркоманией, важность такого подхода может быть далеко идущей.

Таблица 1

Предлагаемые исследования для оценки потенциальной роли сахара в патогенезе СДВГ

1. Пересмотреть связь между постоянным чрезмерным потреблением сахара в детском возрасте с дальнейшим развитием СДВГ и ожирением.

2. Определить являются ли люди с низким потреблением сахара в детском возрасте относительно защищенными от развития болезни СДВГ.

3. Оценить влияние постоянного чрезмерного потребления сахара на развитие симптомов СДВГ на примере модели животных.

4. Провести исследования для определения воздействия фруктозы на глюкозу в индуцировании снижения стриатальных рецепторов D2.

5. Провести исследования с целью определения эффекта искусственных подсластителей от влияния неорганических сахаров в индуцировании длительного восстановления рецепторов D2 и ингибирования механизмов контроля лобной доли.

 

Аббревиатура: СДВГ, синдром дефицита внимания и гиперактивности.

Сайт носит информативный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 ГК РФ. Любое копирование информации с сайта без согласия наших менеджеров является нарушением законом Статья 33 п.3 ГК РФ.
(495) 509-27-59
Полезные статьи