Содержание

Существует миф, что умеренное употребление алкоголя не влияет организм, а даже способствует креативности и повышает качество мышления.

Однако ученые из университетов Оксфорда и Кембриджа (Великобритания) опровергли это устойчивое мнение. Ученые провели серию исследований и доказали:

  • безопасной дозы алкоголя не существует;
  • безопасных или полезных для мозга алкогольных напитков нет: вино, пиво, крепкие напитки и их комбинация — все они вызывают в мозге дегенеративные процессы, аналогичные деменции, болезням Альцгеймера и Паркинсона;
  • алкоголь уменьшает объем почти всех зон мозга, разрушает серое и белое вещество мозга, замедляет работу нейронов;
  • даже при умеренном потреблении алкоголя снижаются когнитивные функции, ухудшается память.

Отрицательное действие алкоголя на мозг основано на нарушении обмена железа в организме. Алкоголь подавляет синтез гепсидина – гормона, из-за недостатка которого железо легче усваивается организмом через кишечник. Затем избыточное железо откладывается в разных органах, в том числе и в мозге. Избыток железа способствует смерти нервных клеток. В результате объем мозга уменьшается. Этот процесс называется ферроптоз — гибель клеток из-за окислительного стресса, вызванного железом.

Ученые отмечают, что отрицательное влияние алкоголя на мозг существенно выше, чем считалось ранее. Они призывают пересмотреть существующие рекомендации по употреблению алкоголя с учетом его влияния на здоровье головного мозга.

Исследование о вычислении безопасной для мозга дозы алкоголя в зависимости от типа напитка

Дизайн исследования

В этом эксперименте ученые стремились определить минимальное количество алкоголя, которое не наносит вреда головному мозгу.

Сначала в течении 5 лет (2006-2010) ученые опрашивали участников о количестве употребляемого алкоголя, регулярности и типе напитка.  Затем в исследовании была пауза. А потом еще 7 лет (2014-2020), всем участникам делали магнитно-резонансные томограммы (МРТ) различных зон головного мозга и проводили когнитивные тесты.

С помощью МРТ ученые определяли здоровье мозга, его структурные и функциональные изменения. А с помощью когнитивных тестов стало видно, как эти изменения отражаются в повседневной жизни человека.

В исследовании участвовали 25 378 человек, средний возраст – 55 лет.

Результаты исследования

Доза употребляемого алкоголя прямо пропорционально уменьшает объем серого вещества мозга и понижает его плотность. Серое вещество — это все нервные клетки, вспомогательные клетки (глия) и капилляры мозга. Серое вещество мозга отвечает за психическую и мышечную активность. Например, оно обеспечивает мышление, эмоции, речь, память, зрение, слух, вкус, осязание.

По результатам МРТ было установлено, что самое сильное влияние алкоголь оказывает на таламус. Это отдел головного мозга, который отвечает за концентрацию внимания, регулирует уровень сознания, управляет сном и бодрствованием, передает сигналы от органов чувств.

На МРТ-снимке головного мозга показана усредненная степень влияния алкоголя на плотность серого вещества. Ученые подчеркивают, что это только влияние алкоголя, и при создании снимка не учитывались другие факторы: размер головы, возраст, пол, уровень холестерина (ЛПВП, ЛПНП), уровень артериального давления, сахарный диабет, курение, наличие физической нагрузки, индекс массы тела (ИМТ), наличие депрессии.

Красно-желтые области показывают снижение плотности серого вещества.

Источник изображения: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.05.10.21256931v1.full

Алкоголь дозозависимо ухудшает целостность белого вещества мозга, снижает его плотность, нарушает функциональную связанность разных отделов мозга и приводит к дефициту воды в нейронах, и наоборот увеличивает количество воды в межклеточном пространстве, что нарушает микроструктуру. Нарушение функциональной связности отделов мозга снижает креативность и способность решать сложные задачи.

Белое вещество — это длинные отростки нервных клеток (аксоны), покрытые миелином (жиром белого цвета). Белое вещество мозга отвечает за скорость передачи сигналов между нервными клетками. Также белое вещество связывает правое и левое полушария головного мозга. Именно эта связь между полушариями, называемая мозолистым телом, оказалась наиболее уязвимой частью белого вещества к отрицательному влиянию алкоголя. Ухудшение микроструктуры мозолистого тела является показателем сосудистой деменции, в результате которой снижаются скорость движений и скорость обработки информации, а также ухудшаются исполнительные функции мозга.

На МРТ-снимке головного мозга показаны зоны нарушения целостности белого вещества, вызванные алкоголем. Как и на предыдущем снимке — это исключительно влияние алкоголя, без учета других индивидуальных факторов.

Красные области показывают наиболее сильные разрушения белого вещества мозга.

Источник изображения: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.05.10.21256931v1.full

Из всех негативных факторов, влияющих на мозг, алкоголь — самый существенный. Высокое давление, ожирение, высокий уровень холестерина, курение — также отрицательно влияют на здоровье мозга. Но неблагоприятное влияние алкоголя, например, в 4 раза выше, чем курения. Причем, остальные негативные факторы усиливают отрицательное влияние алкоголя на головной мозг.

Непьющие люди — 5,2% от всех участников исследования. Тех, кто никогда не пил — 691 человек. Тех, кто перестал употреблять алкоголь — 617. Тех, кто в настоящее время продолжает употреблять спиртные напитки — 24 069. Ученые делают вывод, что употребление алкоголя очень сильно распространено.

Отрицательное действие на мозг не зависит от типа алкогольного напитка. Вино, пиво, крепкие напитки – все они приблизительно одинаково вредны для головного мозга. Это подтверждает гипотезу о том, что именно этанол, а не другие соединения в алкогольных напитках, приводит к повреждениям нейронов.

Минимальной дозы алкоголя, безопасной для здоровья мозга, не существует.

Исследование о влиянии умеренного употребления алкоголя на работу мозга и когнитивные способности

Дизайн исследования

В серии экспериментов, проводившихся в течение 30 лет (1985-2015), ученые искали ответы на вопрос — как умеренное употребление алкоголя влияет на структуру и функции мозга: положительно, отрицательно или не влияет?

С интервалом в 5 лет ученые опрашивали людей о еженедельном уровне употребляемого алкоголя, отмечали изменения в социальном статусе, делали медицинские анализы, проводили когнитивные тесты. В финале исследования всем участникам делали МРТ головы и изучали плотность серого вещества, микроструктуру белого вещества мозга и изменения в гиппокампе. Гиппокамп — область мозга, которая отвечает за долговременную и пространственную память, формирует эмоции, обеспечивает концентрацию и удержание внимания, реализует механизм предвидения и интуицию.

В исследовании участвовали 527 человек, средний возраст – 43 года.

Результаты исследования

Степень деградации гиппокампа прямо пропорциональна дозе употребляемого алкоголя. Миф о защитном действии малых доз алкоголя (1-8 грамм этанола в неделю) на мозг не подтвердился. Самая большая атрофия гиппокампа была у людей, употребляющих более 240 грамм этанола в неделю — в 5,2 раза выше, чем у непьющих людей. У умеренно пьющих (56-104 грамм этанола в неделю) степень атрофии была в 3,2 раза выше, чем у непьющих. Ученые напоминают, что повреждение гиппокампа является ранним и специфическим показателем болезни Альцгеймера.

Исследователи привлекли трех врачей-клиницистов для проверки ранее нехарактерной дозозависимой связи между алкоголем и деградацией гиппокампа. Каждый врач, независимо от других, провел самостоятельную оценку степени атрофии. Выводы врачей совпали с результатами, которые получили ученые. В результате исследователи смогли вывести зависимость между еженедельным уровнем употребляемого алкоголя и степенью деградации гиппокампа. Детальные результаты эксперимента приведены в таблице:

Потребление этанола в неделю,
1 единица — 8 грамм этанола		 Степень атрофии ПРАВОЙ части гиппокампа Степень атрофии ЛЕВОЙ части гиппокампа

Мужчины
0 — <1 — —
1 — <7 1,6 1,7
7 — <14 1,7 1,5
14 — <21 3,2 2,0
21 — <30 3,9 2,2
30 и более 5,2 6,3

Женщины
0 — <1 — —
1 — <7 1,1 0,8
7 — <14 3,1 2,0
14 — <21 4,2 6,2
21 — <30 1,1 0,4
30 и более — —

Алкоголь снижает плотность серого вещества мозга. Ученые обнаружили наибольшие изменения в гиппокампе и в миндалевидном теле (миндалина, амигдала). Миндалевидное тело мозга обрабатывает сигналы от органов чувств, формирует эмоции и эмоциональную память, участвует в принятии решений. Дисфункция миндалины приводит к биполярному расстройству и притупляет страх.

Алкоголь нарушает целостность микроструктуры белого вещества мозга. Деградации особенно подвержено мозолистое тело, связывающее левое и правое полушария мозга.

Алкоголь ухудшает когнитивные функции. Ученые отметили, что даже у умеренно пьющих людей снижается лексическая беглость примерно на 0,5-0,8% в год. Миф о положительном влиянии малых доз алкоголя (1-8 грамм этанола в неделю) на креативность также не подтвердился — у этих людей также наблюдалось снижение когнитивных функций:

Источник изображения: https://www.bmj.com/content/357/bmj.j2353

Исследование механизмов негативного влияния алкоголя на мозг

Предпосылки исследования

Более ранние исследования показали, что у людей, злоупотребляющих алкоголем, в мозге накапливается железо. Другие исследования показали, что высокое содержание железа в крови наблюдается у людей с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и деменция.

Однако не было исследований, изучающих, как различаются уровни железа в мозге в зависимости от потребляемого алкоголя. Также было неизвестно, какой вклад в отложение мозгового железа вносят системные уровни железа, циркулирующего в крови.

Ученые отмечают, что ответы на эти вопросы позволят не только заранее выявить склонность к деменции, но и пересмотреть нормы потребления алкоголя и предложить лечение, снижающее негативное воздействие этилового спирта на мозг.

Дизайн исследования

В эксперименте, проводившемся с 2006 по 2010 гг., ученые устанавливали причинно-следственные связи между употреблением алкоголя и уровнем железа в мозге. В первую очередь, исследователей интересовало, является ли более высокий уровень железа в крови и в мозге причиной когнитивного дефицита, связанного с алкоголем. Также до этого исследования было неизвестно, накапливается ли железо в головном мозге у умеренно пьющих людей.

Сначала ученые опрашивали людей о еженедельном количестве употребляемого алкоголя и проводили генетические анализы на наследственную предрасположенность к накоплению железа в организме. Также всем делали тесты на проверку исполнительной функции головного мозга. Испытуемым проводили:

  • нейропсихологические тесты на зрительное внимание и переключение между задачами (TMT: trail-making tests);
  • тесты проспективной памяти, отвечающей за намерения и будущие запланированные действия;
  • тесты на подвижный интеллект — способность к логическому и рациональному мышлению, восприимчивость к обучению.

В конце исследования участникам делали МРТ головы, чтобы определить области мозга, которые накапливают больше всего железа. Также проводилась МРТ тканей печени — органа, хранящего основные запасы железа в организме. МРТ позволила количественно оценить различия в микроструктуре органов, связанные с железом.

При обработке результатов исследователи использовали метод Менделевской рандомизации для выявления причинно-следственных связей между алкоголем и накоплением железа в организме. Менделевская рандомизация позволила количественно оценить влияние системного уровня железа на его отложение в мозге.

В исследовании участвовали 20 729 человек, средний возраст — 55 лет.

Результаты исследования

Употребление алкоголя повышает содержание железа разных областях головного мозга. Причем даже умеренные дозы алкоголя — эквивалентные 56 граммам этилового спирта в неделю — способствовали отложению железа в нервных клетках. Самые большие концентрации железа наблюдались в базальных ганглиях, полосатом теле — путамене, хвостатом ядре, черной субстанции. Базальные ганглии отвечают за обучение, эмоции и принятие решений о двигательной активности. Полосатое тело также отвечает за все виды обучения и регулирует сложную двигательную активность.

Ученые отмечают, что высокие уровни железа в путамене связаны с заиканием и церебральной аутосомно-доминантной артериопатией с подкорковыми инфарктами и лейкоэнцефалопатией.

Высокое содержание железа в головном мозге замедляет исполнительные функции мозга, снижает подвижный интеллект, увеличивает время реакции на раздражители. В зависимости от дозы, алкоголь ухудшал результаты нейропсихологических тестов на зрительное внимание и переключение между задачами, тестов проспективной памяти (намерение и планирование действий), тестов на подвижный интеллект (логическое мышление и обучение). Аналогичные ухудшения в результатах тестов происходят с увеличением возраста. Алкоголь усиливает возрастное ухудшение исполнительной функции мозга. На рисунке представлены результаты когнитивных тестов:

Источник изображения: https://journals.plos.org/plosmedicine/article?id=10.1371/journal.pmed.1004039

Алкоголь стимулирует отложение железа в мозге двумя путями:

  • Первый путь — железо сразу накапливается в нервных клетках под влиянием алкоголя. Вклад этого пути в отложение мозгового железа — 68%. Ученые предполагают, что алкоголь способствует увеличению проницаемости гематоэнцефалического барьера для железа, как это происходит у пациентов с церебральной аутосомно-доминантной артериопатией. Накоплению железа в мозге также могут способствовать всплески дофамина после приема алкоголя.
  • Второй путь — железо сначала откладывается в печени, потом возрастает уровень содержания железа во всем организме, а затем вместе с кровотоком железо попадает в головной мозг и там накапливается. Вклад этого пути в отложение мозгового железа — 32%. Ученые отмечают, что накопление железа в печени является более показательным при употреблении алкоголя, чем жировая болезнь печени или фиброз (цирроз печени).

Для наглядности ученые схематично изобразили эти процессы:

Источник изображения: https://journals.plos.org/plosmedicine/article?id=10.1371/journal.pmed.1004039

Высокий уровень железа в печени (системное железо) стимулирует отложение железа в головном мозге. Причем каждые 8 грамм алкоголя в этиловом эквиваленте, потребляемых еженедельно, повышают количество железа в печени на 5%.

Как алкоголь нарушает баланс железа, способствует его накоплению в организме и стимулирует гибель клеток

Роль и регуляция железа в организме

Железо необходимо организму для критически важных функций:

Однако избыток железа токсичен. Он вызывает гибель клеток в результате чрезмерного накопления перекисей липидов и окислительного стресса. Процесс может быть причиной органной недостаточности.

Биология нашего организма такова, что он запасает столь необходимое ему железо на случай, если его будет не хватать. Однако нет физиологических путей для выведения излишков железа — только через кровопотерю. Еще совсем немного железа организм теряет через шелушение ороговевшего слоя эпителия.

Количество запасов железа в организме регулируется печеночным гормоном гепсидином, который управляет способностью эпителиальных клеток кишечника извлекать железо из пищи. Гепсидин меняет форму рецептора клетки кишечника, и клетка не может захватить ион железа. Если гепсидина нет, то клетка успешно захватывает железо, и оно поступает в организм. Поэтому, когда в организме избыток железа, то гепсидина вырабатывается много.

Алкоголь нарушает регуляцию железа, чем стимулирует гибель клеток

Алкоголь препятствует выработке гепсидина, чем нарушает баланс железа в организме. Поэтому у пьющих людей, даже когда организм перегружен железом, гепсидина вырабатывается мало, и организм продолжает накапливать железо.

Механизм токсичности избыточного железа для клеток был открыт сравнительно недавно — в 2012 году.  Американские ученые из университета Калифорнии установили, что из-за избыточных ионов железа в клетках накапливается смертельная доза липидных активных форм кислорода (АФК).

Обычно клетки используют АФК для борьбы с чужеродными частицами: вирусами, бактериями, микробами, раковыми клетками. Но в данном случае избыточные АФК убивают саму клетку в результате окислительного стресса: нарушается целостность клетки, увеличивается проницаемость и текучесть мембраны.

Этот процесс запрограммированной гибели клеток, первопричиной которой является повышенная концентрация железа, был назван ферроптозом.

Таким образом, один из путей негативного влияния алкоголя на мозг, мышление и когнитивные функции схематично выглядит так:

  1. алкоголь подавляет выработку гормона гепсидина, который регулирует количество железа в организме;
  2. в результате организм накапливает избыточное железо;
  3. значительная часть избыточного железа накапливается в головном мозге;
  4. избыток железа убивает нервные клетки в результате ферроптоза.

Пути нейтрализации избыточного железа

В клинической практике применяются препараты для снижения избыточного железа в организме — это хелаторы железа. Однако при их использовании есть много осложнений и побочных эффектов. Поэтому эти препараты должны применяться только по назначению врача.

Снизить перегрузку организма железом могут флавоноиды. Это большой класс природных соединений, содержащихся в растениях. Ученые продолжают исследовать хелатирующие и антиоксидантные свойства флавоноидов для нейтрализации избыточного железа. Флавоноиды могут уменьшать накопление железа в тканях и органах и способствовать его выведению из организма. Кроме того, флавоноиды ингибируют активный кислород и удаляют свободные радикалы, а также могут снизить концентрацию перекисей липидов, которые приводят к повреждению клеток.

Выводы

Отрицательное влияние алкоголя на мозг существенно выше, чем считалось ранее. Не существует дозы алкоголя, безопасной для мозга. Вредны все типы алкогольных напитков: вино, пиво, крепкие напитки и их комбинации.

Алкоголь стимулирует отложение железа в головном мозге, что свойственно нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и деменция. Под воздействием алкоголя уменьшается объем мозга и ухудшается его работа: снижается способность к логическому мышлению, обучению, планированию, замедляется время реакции.

Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!

Кому-то она тоже будет полезной и нужной:

Источники

Наш канал в Telegram:

Статьи по схожим темам: