Ученые показали, что от питания мышей зависит то, как они переживут инсульт. Так, кетогенная диета с повышенным содержанием жиров защитила ДНК митохондрий от повреждений при инсульте, а вот гидроксицитриновая кислота — пищевая добавка, которую используют для похудения, — напротив, лишь усугубила последствия болезни. Полученные данные позволят скорректировать терапию, которую рекомендуют при профилактике инсульта и лечении его последствий. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Molecular Neurobiology.
Инсультами называют сразу несколько патологий, при которых происходит резкое нарушение кровоснабжения головного мозга. Причин тому очень много, среди них — травмы и сердечно-сосудистые заболевания. Без оказания своевременной помощи человек может погибнуть или остаться тяжелым инвалидом, при этом ежегодно более 12 миллионов человек переживают инсульт.
Поскольку при инсульте снижается кровоснабжение и обеспечение клеток кислородом, нарушается работа митохондрий — энергетических станций клеток, — и происходит гибель нейронов. Это делает митохондрии потенциальными мишенями для разработки противоинсультных препаратов, которые могут ускорить восстановление пациента и предотвратить осложнения. Так как митохондрии участвуют в синтезе энергии из веществ, которые мы получаем с пищей, изменение рациона может оказать влияние на их работу и без приема лекарств.
Например, при кетогенной диете с низким содержанием углеводов и большим количеством жиров основным источником энергии становятся именно жиры. Человек на такой диете быстрее насыщается, и, следовательно, потребляет меньше калорий. Из-за снижения уровня глюкозы в организме в головном мозге меняются активность генов и различные клеточные процессы. Недостаток поступающих калорий запускает синтез веществ, стимулирующих и поддерживающих развитие нейронов. Однако не все люди готовы сократить свой рацион, кроме того, длительная кетодиета может вызвать болезни почек и пищеварительной системы и имеет ряд противопоказаний. Поэтому в последнее время препараты, которые снижают аппетит и запускают те же биохимические пути, что и недостаток калорий — например гидроксицитриновая кислота, — становятся более популярными: ученые предполагают, что они могут иметь те же положительные эффекты, что и кетогенная диета, и уже есть данные о снижении веса после приема гидроксицитрата, однако были описаны и случаи его токсичности.
Ученые из Воронежского государственного университета (Воронеж) и Института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ (Москва) установили, как кетогенная диета и гидроксицитриновая кислота влияют на организм. Для этого они провели эксперимент на мышах. Исследователи разделили 69 грызунов на три группы: одни получали стандартное питание, вторые были на кетогенной диете, а третьим к стандартной еде добавляли гидроксицитриновую кислоту. Мыши питались таким образом в течение двух недель.
Чтобы вызвать у животных инсульт, ученые вводили в их кровь специальный краситель, а затем, при помощи освещения мозга лазером, активировали его. Это приводило к протеканию химической реакции и образованию в освещенном участке мозга тромба, нарушающего кровоснабжение ткани. Независимо от диеты у перенесших инсульт мышей к третьему дню уменьшалось количество митохондриальной ДНК в коре поврежденного полушария головного мозга. Это связано со снижением активности генов, регулирующих образование митохондрий, — этих структур становилось меньше. Кроме того, авторы оценили количество повреждений в митохондриальной ДНК. При нарушении кровоснабжения в митохондриях могут образовываться активные формы кислорода, нарушающие целостность ДНК. Однако после инсульта у мышей на диете количество повреждений не отличалось от количества дефектов у здоровых грызунов — это означает, что кетогенная диета перед инсультом защищала ДНК митохондрий от повреждений. Ученые считают, что питание с повышенным содержанием жиров предотвращало вызванные инсультом изменения в активности генов, что и позволяло сохранить целостность ДНК. Так, активность гена Nfe2I2, отвечающего за формирование новых митохондрий, оставалась высокой.
Гидроксицитриновая кислота, напротив, не защищала мозг от повреждений при инсульте. Половина мышей погибла в течение трех дней после инсульта, а выжившие имели наиболее сильные повреждения в ДНК митохондрий мозга. У них было на 27,5% больше повреждений, чем у мышей, которые перенесли инсульт, но не получали гидроксицитрат. У грызунов, получающих препарат, значительно менялась активность генов, что и привело к повреждению ДНК.
«Отсутствие эффекта гидроксицитрата стало для нас неожиданностью, требующей дальнейшего изучения, поскольку ограничение питания, которое должен симулировать гидроксицитрат, всегда демонстрировало выраженный защитный эффект в мозге. Особенно настораживает ряд выявленных побочных эффектов гидроксицитрата, тем более что отдельные свидетельства таких побочных явлений иногда наблюдались и у пациентов, использовавших это вещество в качестве пищевой добавки для похудения. В дальнейшем планируется более детальное изучение молекулярных механизмов действия кетогенной диеты, в частности, ее основного метаболита — бета-гидроксибутирата. Будет исследована возможность применения данного соединения в качестве терапевтического агента при различных патологиях, для того чтобы симулировать эффекты кетогенной диеты. Планируется анализ влияния бета-гидроксибутирата на мозг и другие органы у животных разного возраста», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Егор Плотников, доктор биологических наук, заведующий лабораторией структуры и функций митохондрий НИИ ФХБ МГУ.
Материал предоставлен пресс-службой Российского научного фонда
Ученые находятся на пороге доступа к миру, в миллион раз меньшему, чем протон
В ходе эксперимента в ЦЕРНе были обнаружены первые признаки распада частиц, настолько редкие, что это должно происходить лишь один раз примерно из 10 миллиардов попыток, после более чем 40-летних поисков.…
Загадочная надпись обнаружена на гробнице из древнего некрополя в Египте
Обломки известняка из гробницы в Египте, возраст которой составляет 4400 лет, содержат одну из самых ранних известных египетских автобиографий. В ней чиновник по имени Хуви представляет себя честным человеком, близким…
Марс не мертв — вулканическая активность свидетельствует, что он просто спит
Ученые давно подозревали, что Марс геологически «мертв», но новые наблюдения с космических аппаратов указывают на то, что вулканы Красной планеты просто спят. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.…
МО: за ночь над регионами России сбили 411 украинских БПЛА
Российские средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили 411 украинских БПЛА над регионами РФ и акваториями Азовского и Черного морей. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи…
ВС России поразили в Киеве и области объекты энергетики, обеспечивающие ВСУ
Российские военнослужащие нанесли удары, в результате которых поражены объекты военно-промышленного комплекса, энергетики, транспортной инфраструктуры в Киеве и области. Об этом сообщили в Минобороны России. "Сегодня ночью Вооруженными силами Российской Федерации…
Шуваев: за сутки в Белгородской области от атак ВСУ пострадали шесть человек
Вооруженные силы Украины (ВСУ) атаковали территорию Белгородской области 101 раз за минувшие сутки. В результате атак шестей мирных жителей получили ранения, сообщил губернатор региона Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие…
Европа умудрилась скрестить русофобию с аэрофобией
Европейская авиация не может взлететь: регион скован сообщениями о лжеминировании самолетов. Предупр...
Мозг осьминога ставит под сомнение представления об обучении и памяти
Ученые обнаружили химический переключатель, который поддерживает прочные связи в мозге осьминогов, ч...
Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".