Во всех подробностях: как пища, богатая жирами и углеводами, вредит работе мозга?
Уж сколько раз твердили миру о вреде насыщенной жирами и углеводами пищи. Вроде бы всем известно, что несбалансированное питание повышает риск возникновения ожирения и сахарного диабета, сердечно-сосудистых болезней и даже рака. Но воз и ныне там. Фастфуд остаётся "в трендах" и активно предлагается молодёжи в качестве "крутой" еды .
Учёные тем временем продолжают исследовать, как на такую нездоровую диету реагирует мозг? Новая работа учёных из Йельского университета даёт ответ, который вряд ли понравится любителям фастфуда.
Специалисты выяснили, что диеты с высоким содержанием жиров и углеводов могут изменять структуру гипоталамуса – области мозга, которая контролирует обмен веществ, энергетический баланс и гомеостаз организма.
Команда кормила мышей пищей с высоким содержанием жиров и углеводов. Уже через три дня после начала эксперимента учёные заметили признаки воспаления в гипоталамусе грызунов.
"Мы были заинтригованы тем фактом, что это очень быстрые изменения, которые происходят ещё до изменения массы тела, и мы хотели понять лежащий в их основе клеточный механизм", – рассказывает ведущий автор исследования профессор Сабрина Диано (Sabrina Diano).
Её научная группа обнаружила изменения в клетках микроглии. Обычно они действуют как первая линия защиты в центральной нервной системе, управляя воспалительными процессами.
Новая программа может заставить анимированную фигурку ходить, бегать, играть на музыкальных инструментах и менять скорость движения в зависимости от текстовых указаний.
Иллюстрация с сайта pixabay.com.
Оказалось, клетки микроглии стали излишне активными из-за изменений в митохондриях – органеллах, которые помогают организму получать энергию из пищи. Митохондрии у мышей, питающихся вредной пищей, значительно уменьшились.
Группа Диано также выяснила, что на размер митохондрий повлиял белок UCP2. Он регулирует использование энергии митохондриями. В данном случае изменения повлияли на контроль гипоталамуса над энергетическим балансом и гомеостазом глюкозы.
Если говорить кратко, в организме мышей произошло следующее. Белок UCP2 вызвал активацию микроглии, и это оказало воздействие на нейроны в головном мозге: они получили сигнал на генерацию воспаления и начали "заставлять" животных поглощать больше еды.
Когда же команда удалила белок UCP2 из микроглии, мыши, всё ещё питавшиеся вредной пищей, перестали переедать и набирать вес.
Таким образом, это исследование иллюстрирует, как диета с высоким содержанием жиров и углеводов влияет не только на физиологические, но и на неврологические процессы в организме, начиная с мозга. В конечном итоге организм становится "заложником" такого рациона и начинает потреблять всё больше и больше вредной пищи.
"Существуют механизмы, которые активируются в мозге, когда мы начинаем придерживаться определённого питания. [Описанный] механизм может быть важен с эволюционной точки зрения. Но когда пища, богатая жирами и углеводами, постоянно доступна, [нам] это вредит", – резюмирует Сабрина Диано.
На следующем этапе её команда должна подтвердить, что результаты этого исследования применимы к людям (в чём авторы работы почти не сомневаются) и выявить физиологические механизмы, которые регулируют то, сколько пищи мы потребляем.
Также учёные хотят проверить, может ли активация микроглии влиять на различные заболевания головного мозга, включая болезнь Альцгеймера (как известно, это расстройство связано с изменениями в микроглиальных клетках мозга, и среди людей с ожирением высок процент пациентов с болезнью Альцгеймера).
Научная статья по итогам этого исследования представлена в журнале Cell Metabolism.
Кстати, ранее выяснилось, что при переизбытке жиров в рационе клетки микроглии начинают разрушать синаптические связи между нейронами в головном мозге, что ведёт к ухудшению когнитивных способностей.