Мозг воспринимает жир как календарь, кроме употребления обработанных продуктов

Не можете понять, почему ваш метаболизм, кажется, не синхронизирован со сменой времен года? Возможно, ваш организм всё ещё считает, что наступило лето, из-за типов жиров, содержащихся в обработанных продуктах. Исследование, проведённое в Калифорнийском университете в Сан-Франциско, предполагает, что дело не только в количестве потребляемых жиров, но и в соотношении различных типов жиров, которые могут определять, какое сейчас время года, согласно вашим внутренним биологическим часам.*

Ученые обнаружили, что у мышей, получавших рацион с низким содержанием определенных типов жиров, наблюдалась летняя закономерность: им требовалось больше времени для синхронизации с зимними световыми циклами. У этих животных поддерживалась более высокая температура тела, что свидетельствовало о том, что их метаболизм оставался в летнем режиме. Рационы с одинаковым количеством калорий, но разными типами жиров, оказывали совершенно различное влияние на то, как организм адаптировался к временам года.

Исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, что в мозге мышей есть встроенный сезонный таймер, который считывает количество потребляемых ими жиров. Это открытие предполагает, что современные диеты, богатые гидрогенизированными маслами и переработанными жирами, могут вызывать аналогичную путаницу у людей, хотя ученые еще не проверили это.

В природе многие растения и животные зимой накапливают в своих тканях больше полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Это помогает им сохранять гибкость при низких температурах. Таким образом, диета с высоким содержанием ПНЖК сигнализирует о наступлении зимы, а диета с низким содержанием ПНЖК — о наступлении лета, сезона, когда животные естественным образом запасают энергию на периоды нехватки продовольствия.

Ведущий исследователь Даниэль Левин и его коллеги сосредоточили внимание на молекулярном переключателе, который контролирует внутренние биологические часы организма. Более ранние работы той же лаборатории связали этот переключатель с тем, как мыши и люди воспринимают питательные вещества и регулируют время сна.

Когда исследователи кормили мышей высокожирной диетой, отличавшейся только составом жиров, различия стали очевидны. Животные, потреблявшие меньше полиненасыщенных жиров, медленнее адаптировались к зимнему освещению, примерно на 40% дольше, чем мыши, потреблявшие больше этих жиров. В летнее время эти же мыши адаптировались быстрее, как будто их организм ожидал обилия пищи.

Изучая ткани головного мозга, команда обнаружила, что диеты с низким содержанием полиненасыщенных жиров активируют этот молекулярный переключатель в гипоталамусе — центре управления суточным ритмом и метаболизмом в головном мозге. Это изменение повлияло на то, как клетки вырабатывают сигнальные молекулы, и повысило температуру тела.

Чтобы убедиться, что этот переключатель действительно вызвал эффекты, а не просто совпал с ними, команда исследовала генетически модифицированных мышей. Эти животные были сконструированы таким образом, что переключатель не мог сработать.

Результаты были очевидны: эти мыши адаптировались к сезонному освещению с постоянной скоростью, независимо от того, чем они питались. А как насчет обычных мышей? Скорость их адаптации резко менялась в зависимости от типа жировой ткани.

Генетические данные доказали, что состав жиров в пище активно контролирует, как организм реагирует на смену времен года, а не просто коррелирует с ней. Мыши, неспособные переключить этот механизм, стали невосприимчивы к сезонным сигналам, скрытым в их пище.

Эксперименты с голоданием выявили еще один аспект. Когда мыши оставались без пищи, переключался в «зимний режим», и животные сдвигали свой распорядок дня на более раннее время. Анализ того, какие гены включались и выключались, показал, что это изменение затронуло сотни генов, участвующих в переработке полиненасыщенных жиров в сигнальные молекулы.

Чтобы изолировать влияние насыщенности жиров, исследователи разработали две диеты с высоким содержанием жиров и одинаковой калорийностью. В одной использовалось обычное кукурузное масло, богатое полиненасыщенными жирами. В другой — частично гидрогенизированное кукурузное масло, в котором в процессе промышленной обработки полиненасыщенные жиры преобразуются в более насыщенные.

У мышей, получавших гидрогенизированное масло, наблюдался «переключенный переключатель»: более высокая температура тела, меньшее количество сигнальных молекул и более медленная адаптация к зимнему освещению. А что насчет генетически модифицированных мышей? Никаких изменений, связанных с диетой, не наблюдалось.

Частичная гидрогенизация, тот же процесс, который приводит к образованию трансжиров, устраняет сезонный сигнал, который обычно говорит: «Зима наступила». В результате метаболизм демонстрирует летние закономерности: более высокую температуру тела и задержку в адаптации биологических часов.

В ходе экспериментов в течение нескольких недель наблюдали за самцами мышей, пока они адаптировались к новому режиму освещения, имитирующему сезонные изменения. Исследователи даже использовали устройства для кормления с компьютерным управлением, чтобы проверить ограничение калорий, которое имело противоположный эффект, помогая мышам быстрее адаптироваться к зиме. Это говорит о том, что общее количество калорий и тип жиров посылают организму разные сезонные сигналы.

Обработанные продукты доступны круглый год с измененным составом жиров. В сочетании с искусственным освещением это может создавать «сезонную путаницу» между внутренними биологическими часами и реальной окружающей средой. Многие обработанные продукты проходят гидрогенизацию или содержат иное соотношение жиров, чем сезонные цельные продукты. Даже продукты без трансжиров могут иметь жировой состав, который сигнализирует о неправильном сезоне.

Исследовательская группа отмечает, что у людей с генетической мутацией, затрагивающей тот же молекулярный переключатель, развивается расстройство сна, при котором они быстро засыпают и просыпаются на рассвете. Это доказывает существование подобного механизма у людей, но для подтверждения того, влияют ли пищевые жиры на суточные ритмы человека аналогичным образом, необходимы прямые исследования.

Авторы исследования отмечают, что в промышленно развитых странах резко возросли показатели ожирения и проблемы со сном. Этому способствует множество факторов, но их выводы позволяют предположить, что состав жировой ткани заслуживает внимания как возможный элемент этой головоломки.

Наблюдаемая у мышей закономерность, напоминающая летнюю, может быть связана с тем, как организм регулирует энергетический обмен в зависимости от времени года. Однако остается неизвестным, применимо ли это к метаболизму человека, изменению веса или сезонным колебаниям, и необходимы исследования на людях.

Полиненасыщенные жиры, которые в данном исследовании рассматриваются как сигнальные вещества для зимнего периода, имеют множество слабых мест в своей химической структуре. Это делает их уязвимыми, именно поэтому пищевые компании их перерабатывают. Многие упакованные закуски, выпечка и жареные продукты содержат масла, измененные для обеспечения длительного срока хранения, что непреднамеренно меняет их сезонные сигналы.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний