На такие тяжелые психические заболевания, как шизофрения, биполярное расстройство и глубокая депрессия, можно существенно повлиять с помощью мер по улучшению питания, диеты и метаболизма. Для функционирования мозга требуется огромное количество энергии. Эту энергию дает аденозинтрифосфат (АТФ). Даже один нейрон потребляет огромное количество АТФ – примерно 4,7 миллиарда молекул в секунду. Цианид смертельно опасен, потому что он подавляет выработку АТФ. Хотя мозг составляет всего 2 % от массы тела, он потребляет до 20 % всей энергии организма. Эта энергия обеспечивает такие важные нейрофизиологические процессы, как возбуждение нейронов, коммуникацию, синтез молекул и транспорт.
Один нейрон может иметь аксоны длиной более 10 сантиметров, и для транспортировки молекул на такие расстояния требуется достаточное количество АТФ. Нарушения в производстве АТФ могут иметь значительные функциональные последствия. Глюкоза – важнейший источник энергии. Попадая в клетку, глюкоза фосфорилируется гексокиназой, задерживая ее внутри клетки. В ходе сложной серии реакций глюкоза метаболизируется, что в конечном итоге приводит к окислительному фосфорилированию в митохондриях. В ходе этого процесса вырабатывается большая часть АТФ: на одну молекулу глюкозы приходится около 32 молекул АТФ. Метаболизм глюкозы также способствует выработке нейротрансмиттеров и синтезу ДНК/РНК через пентозофосфатный путь. Связь между метаболизмом и работой мозга имеет долгую историю исследований.
В XVII веке оксфордский врач Томас Уиллис впервые заметил, что диабет часто возникает у людей, переживших стрессовые события в жизни, печаль или долгие горести. Это была первая документально подтвержденная связь между функцией мозга и метаболическими нарушениями. В XIX веке британский психиатр Генри Мозли отметил более высокую частоту диабета в семьях, члены которых страдали психическими заболеваниями, в частности тревожными расстройствами. Исследования середины XX века показали, что у людей, страдающих шизофренией, профиль толерантности к глюкозе идентичен профилю больных диабетом. Во время инсулиновой шоковой терапии, которая использовалась для лечения различных психических расстройств, пациентам с шизофренией требовалось значительно больше инсулина для достижения гипогликемического состояния, что свидетельствует о наличии резистентности к инсулину.
Недавние исследования продемонстрировали повышенную резистентность к инсулину у людей с шизофренией, но не у людей с глубокой депрессией. Этот результат сохранялся даже при контроле стрессовых факторов, что указывает на то, что это неотъемлемая характеристика шизофрении, а не реакция на стресс. Систематический обзор и мета-анализ подтвердили, что у пациентов с шизофренией первого эпизода, никогда не получавших медикаментозного лечения, наблюдается повышенный уровень глюкозы в крови и инсулинорезистентность. При визуализации головного мозга у таких пациентов выявлено снижение метаболизма глюкозы в лобной коре. Такое различие между пациентами, никогда не принимавшими лекарств, имеет решающее значение, поскольку антипсихотические препараты, как известно, оказывают значительное влияние на метаболизм глюкозы, вызывая повышение уровня глюкозы в крови, инсулинорезистентность и быстрый набор веса.
Гипофронтальность, характеризующаяся снижением скорости метаболизма в лобной коре головного мозга, является одной из наиболее часто воспроизводимых находок при шизофрении. Гарвардские исследования показывают аномальное накопление и использование энергии в мозге, при этом производство АТФ смещается от митохондриального к гликолитическому, что свидетельствует о нарушении функции митохондрий. Посмертные исследования изолированных нейронов пациентов с шизофренией выявили уменьшение количества белков гликолитических ферментов и снижение экспрессии генов, кодирующих гликолитические ферменты. Митохондрии, древние бактерии, слившиеся с прокариотическими клетками 1,5 миллиарда лет назад, обеспечили себе преимущество использования кислорода для выработки АТФ.
Эта адаптация оказалась решающей, когда уровень кислорода в атмосфере значительно повысился. Недавние исследования показали нарушения в окислительном фосфорилировании при шизофрении и биполярном расстройстве, особенно в ГАМК-ергических тормозных интернейронах. Эти нейроны регулируют возбуждающую активность клеток, и исследования показывают, что гены, кодирующие окислительное фосфорилирование и производство энергии митохондриями, значительно изменены у пациентов с шизофренией. Это понимание привело к изучению альтернативных источников энергии, которые не зависят от глюкозы или гликолиза. Лабораторные исследования с использованием кетогенной диеты в мышиных моделях шизофрении показали многообещающие результаты, предотвратив развитие шизофреноподобного поведения. Активация материнского иммунитета во время второго триместра беременности является важным этиологическим фактором шизофрении. Вирусные или бактериальные инфекции в этот период увеличивают вероятность развития шизофрении примерно в два раза. Мышиные модели демонстрируют схожие поведенческие особенности, включая повышенную повторяемость поведения, снижение общительности, нарушение сенсорно-моторного захвата и дефицит рабочей памяти.
Исследования, проведенные в 2017 году, показали положительный эффект кетогенной диеты у людей с шизофренией и психоаффективными расстройствами. Хотя первые тематические исследования были многообещающими, необходимы более комплексные исследования. Исследование 31 человека с тяжелыми психическими расстройствами, резистентными к лечению (включая биполярное, большое депрессивное и шизоаффективное расстройства), показало значительное улучшение при соблюдении кетогенной диеты. Эти хронические пациенты смогли сократить прием лекарств и улучшить общее самочувствие. Недавнее исследование Эдинбургского университета было посвящено пациентам с биполярным расстройством, соблюдающим кетогенную диету. Из 26 участников, начавших исследование, 20 закончили его, продемонстрировав 95-процентную приверженность. На протяжении всего времени они поддерживали хороший уровень кетонов в крови и нормальные показатели глюкозы.
Важно отметить, что наблюдалась сильная корреляция между уровнем кетоновых тел в крови и симптоматическим улучшением. С помощью магнитно-резонансной спектроскопии исследователи отметили снижение уровня глутамата в мозге участников. Это важно, поскольку глутамат, основной возбуждающий нейромедиатор в мозге, играет роль в различных психических расстройствах. В Стэнфордском университете под руководством Шибани Сети было проведено исследование пациентов с шизофренией и биполярными расстройствами, у которых также наблюдались метаболические аномалии. Несмотря на удаленное управление, у участников наблюдалось улучшение как психиатрических симптомов, так и биологических маркеров, включая снижение уровня воспалительных маркеров, таких как высокочувствительный С-реактивный белок.
При использовании кетогенной диеты наблюдался эффект дозовой зависимости: частичное соблюдение диеты приводило к некоторому улучшению, а строгое соблюдение – к гораздо большему. Недавнее исследование, в котором приняли участие пять взрослых людей, выздоровевших от расстройств пищевого поведения, но по-прежнему одержимых едой, показало многообещающие результаты. В течение четырех недель они придерживались кетогенной диеты и получили четыре инъекции кетамина. Даже до инъекций кетамина четыре недели кетогенной диеты улучшили их отношение к еде и образу тела.
В ближайшее время начнется рандомизированное контролируемое клиническое исследование, в котором кетогенная диета будет сравниваться со стандартной здоровой австралийской диетой у 50 человек с биполярным расстройством и 50 человек с шизофренией. Испытание продлится две недели, а его эффективность будет измеряться с помощью психиатрических рейтинговых шкал и когнитивных тестов. Когнитивные нарушения распространены как при шизофрении, так и при биполярном расстройстве. Другие меры будут включать непрерывный мониторинг частоты сердечных сокращений, вариабельности сердечного ритма, температуры кожи, кожной проводимости и активности в течение недели до и после исследования. Интеграция данных будет осуществляться с помощью специалистов по машинному обучению. В исследовательскую группу входят психиатры, эндокринологи, диетолог, имеющий опыт применения кетогенной диеты, и инженеры. Несмотря на то что в настоящее время нет данных рандомизированных контролируемых исследований, кетогенная диета показывает перспективность в лечении различных тяжелых психических расстройств.
