Insulinooporność u młodzieży

Jeden na pięciu amerykańskich nastolatków jest otyły. Nawet połowa z nich już wykazuje insulinooporność (IR), cechę charakterystyczną zespołu metabolicznego i cukrzycy związanej z poważnymi zaburzeniami zdrowotnymi zmieniającymi życie, w tym chorobami układu krążenia i naczyń mózgowych. U dorosłych IR negatywnie wpływa na strukturę i funkcje mózgu i znajduje odzwierciedlenie w mniejszych regionalnych objętościach mózgu, perfuzji, zwiększonym hiperintensywności istoty białej i nieprawidłowym stanie neuropsychologicznym, szczególnie wpływając na pamięć i uwagę - wszystkie zmiany związane z przyspieszonym procesem poznawczym i starzeniem się mózgu oraz zwiększonym ryzykiem demencji . W analogiczny sposób ograniczony zestaw literatury sugeruje, że nastolatki z IR wykazują podobne zmiany w mózgu podczas dojrzewania. Badacze postawili hipotezę, że mózgi otyłych nastolatków są bardziej podatne na urazy IR podczas szybkiego rozwoju mózgu, ustawiając je na nieprawidłowej trajektorii poznawczej i predysponując je do problemów związanych z uczeniem się, behawioralnymi reakcjami na stres i depresją.

Podczas gdy konsekwencje metaboliczne IR są dobrze opisane w okresie dojrzewania, wpływ IR na ich stan neurokognitywny (inteligencja, pamięć, uwaga, funkcje wykonawcze, szybkość przetwarzania) oraz funkcje naczyniowo-mózgowe i ich interakcje pozostają w dużej mierze niezbadane. Jest to ważne, ponieważ oprócz swojej klasycznej roli hormonu metabolicznego, insulina działa jako środek rozszerzający naczynia krwionośne i wspiera sygnalizację neurotroficzną u zdrowych ludzi. Dlatego dysfunkcyjna sygnalizacja insulinowa może mieć ogromny wpływ na zdrowie mózgu u nastolatków w tym ważnym okresie rozwoju mózgu. Potrzebny jest nowy wgląd, aby zrozumieć, gdzie, kiedy i jak IR negatywnie zmienia zdrowie mózgu, w tym czy istnieje zależność dawka-odpowiedź między nasileniem IR a anomaliami w mózgu i funkcjach poznawczych.

Dalekosiężnym celem tego programu badawczego jest określenie wpływu IR na rozwój mózgu młodzieży poprzez zależności między neurokognicją a mózgowym ukrwieniem. Głównym celem obecnego projektu jest ilościowe określenie podstawowych funkcji neurokognitywnych i mózgowo-naczyniowych w odniesieniu do ciężkości IR. Główna hipoteza głosi, że w miarę pogarszania się IR: a) pojawiają się subtelne, ale znaczące spadki funkcji neurokognitywnych; b) regionalna perfuzja mózgu jest zmniejszona głównie w obszarach związanych z uczeniem się i pamięcią pomimo zachowanego spoczynkowego globalnego mózgowego przepływu krwi (CBF); c) ostre wyrzuty insuliny zaostrzają regionalną hipoperfuzję, oraz d) wyniki funkcji poznawczych będą niższe, częściowo za pośrednictwem hipoperfuzji stymulowanej insuliną.

Uczestnicy będą rekrutowani głównie z klinik pediatrycznych i endokrynologicznych za pośrednictwem naszego współpracownika, dr Aarona Carrela i jego personelu w UWHC Pediatric Endocrinology. Dodatkowo uczestnicy będą rekrutowani z większej społeczności Madison, WI.