Диета с высоким содержанием жиров изменяет функцию мозга и память у крыс

Фото из открытых источников

Исследование на крысах, выращенных на диете с высоким содержанием жиров, показало, что эти крысы набирали вес, испытывали метаболические изменения и развивали снижение чувствительности к инсулину и толерантности к глюкозе. Они также демонстрировали улучшенную память на отвращение к запахам, что соответствовало увеличению нейротрансмиссии в определенных областях миндалевидного тела и гиппокампа. Результаты были опубликованы в журнале Journal of Neuroscience Research.

Со второй половины 20 века мир столкнулся с пандемией ожирения. Рост ожирения связан с повышенным риском различных заболеваний, включая метаболические и сердечные заболевания, рак и психические расстройства.

Ученые выявили множество факторов, которые способствуют риску развития ожирения. Однако основными факторами, вероятно, являются изменения в рационе питания, такие как широкое использование промышленно обработанных продуктов, богатых жирами и легкоусвояемыми углеводами (комбинация, которая редко встречается в природе), а также изменения в образе жизни, такие как увеличение времени, проводимого в помещении, и более малоподвижный образ жизни.

В экспериментах на грызунах исследователи аналогичным образом выявили диетическую модель, которая последовательно приводит к ожирению: диета с высоким содержанием жиров. В то время как обычная диета грызунов богата углеводами, добавление большого количества жиров в эту диету уже давно используется для того, чтобы вызвать ожирение у грызунов в исследовательских целях. Исследования показали, что эта диета с высоким содержанием жиров нарушает механизмы контроля потребления пищи мозгом, делая грызунов склонными к перееданию, что постепенно приводит к ожирению. Однако эффекты этой диеты выходят за рамки регулирования потребления пищи.

Автор исследования Даниэль Осорио-Гомес и его коллеги стремились изучить, как выращивание крыс на диете с высоким содержанием жиров с момента отлучения от груди до взрослой жизни повлияет на их метаболизм, эмоциональную память и нейротрансмиссию в гиппокампе и миндалевидном теле — двух ключевых областях мозга.

Гиппокамп участвует в формировании, организации и хранении воспоминаний, особенно в преобразовании краткосрочных воспоминаний в долгосрочные. Миндалевидное тело, расположенное рядом с гиппокампом, играет важную роль в обработке эмоций, особенно страха и удовольствия, и необходимо для эмоциональной памяти и реакций.

В исследовании приняли участие 66 самцов крыс Wistar, которым на момент начала исследования было 21 день. Крысы Wistar, штамм лабораторных альбиносов, известный своим спокойным темпераментом, широко используются в исследованиях из-за их хорошо документированных генетических и физиологических особенностей. Крысы размещались группами по 3–4 особи в клетке со свободным доступом к пище и воде.

Исследователи разделили крыс на две группы. Одна группа из 33 крыс получала обычную диету, состоящую из 73% углеводов, 8% жиров и 19% белков. В рацион другой группы добавляли большое количество жиров, в результате чего состав составлял 45% жиров, 20% белков и 35% углеводов. Диеты вводились при отлучении от груди (когда крысам было 21 день) и продолжались в течение 12 недель, пока крысы не достигали взрослого возраста.

Через 10 недель исследователи хирургическим путем имплантировали микродиализные канюли (тонкие полые трубки) в вентральную часть гиппокампа и базолатеральную часть миндалевидного тела мозга крыс, чтобы собрать образцы нейрохимических веществ из этих областей.

Исследователи также вызывали у некоторых крыс условное отвращение к запаху бананов, давая им воду с запахом банана, а затем инъекцию хлорида лития. Эта инъекция вызывает тошноту и легкий дискомфорт в кишечнике, которого крысы стремятся избежать. Вода с запахом банана и дискомфорт были объединены, чтобы создать ассоциацию в сознании крыс. Контрольная группа получила только инъекцию нейтрального солевого раствора. Эксперимент позволил исследователям сравнить эмоциональные реакции на запах банана у крыс, выращенных на обычной диете, и тех, кто находился на диете с высоким содержанием жиров. Было также проведено несколько других анализов.

Результаты показали, что крысы, выращенные на диете с высоким содержанием жиров, стали весить больше нормы и продемонстрировали множественные метаболические изменения. Уровень глюкозы в крови натощак у них был выше, чем у другой группы, а чувствительность к инсулину снизилась — аналогично тому, что происходит у людей, у которых развивается диабет 2 типа.

В эксперименте с водой с запахом банана крысы на диете с высоким содержанием жиров показали более сильную отрицательную реакцию на запах банана после того, как связали его с аверсивной инъекцией. Это открытие привело исследователей к выводу, что воспоминания, связанные с эмоциями, были улучшены у крыс, выращенных на диете с высоким содержанием жиров. Обе группы крыс сократили потребление воды с запахом банана после того, как научились связывать ее с аверсивной инъекцией, даже когда они испытывали жажду.

Наконец, анализ нейрохимических веществ в исследуемых областях мозга показал, что концентрации нейротрансмиттеров — глутамата, норадреналина и дофамина — увеличились у крыс на диете с высоким содержанием жиров в период, когда они учились связывать аверсивную инъекцию с запахом банана. Учитывая, что общие уровни нейротрансмиттеров не различались между двумя группами, это предполагает, что нейронная активность была повышена у крыс на диете с высоким содержанием жиров, особенно во время процесса обучения аверсии.

«В этом исследовании мы сообщаем о повышенной норадренергической и глутаматергической нейротрансмиссии [нейротрансмиссии с использованием нейротрансмиттеров норадреналина и глутамата], связанной с усилением памяти отвращения, подчеркивая сложные связи между диетами, способствующими ожирению, нейрохимией и познанием, подразумевая, что метаболические дисфункции из-за потребления гиперкалорийных диет могут вызывать как пагубные, так и усиливающие пластичность эффекты, которые могут влиять на общее здоровье мозга людей», — заключили авторы исследования.

Это исследование дополняет растущий объем знаний о влиянии ожирения на когнитивные способности. Однако важно отметить, что исследование проводилось на крысах, а не на людях. Хотя крысы и люди имеют много физиологических сходств, они являются разными видами, и эффекты, наблюдаемые у крыс, могут напрямую не относиться к людям.