Обогащенная жиром диета положительно влияет на мозг молодых мышей

Жиры необходимы для нормального развития и метаболизма, однако намного более известны негативные последствия потребления жирной пищи. Сотрудники Института биоорганической химии РАН совместно с коллегами с биологического факультета МГУ исследовали влияние диеты, обогащенной жирами, на мозг молодых мышей.

В работе были подробно рассмотрены изменения, затрагивающие в первую очередь астроциты и зависящую от них нейропластичность. Астроциты играют крайне важную роль в метаболизме липидов в мозге: они активно участвуют в синтезе стирольных липидов, необходимых для нормальной работы нейронов, и могут откладывать жиры в липидных каплях в цитоплазме. Астроциты выполняют и множество других функций, направленных на поддержание гомеостаза в мозге и обеспечение условий для функционирования нейронов, поэтому логично предположить, что изменения в диете затронут их в первую очередь.

Авторы работы показали, что после одного месяца на диете, обогащенной жирами, у молодых (в возрасте 2-3 месяца) мышей усложнялась пространственная структура астроцитарных отростков, что позволяло им лучше взаимодействовать с синапсами и более эффективно захватывать глутамат, не допуская утечек и препятствуя активации соседних синапсов. При этом в астроцитах в целом увеличивалось количество липидов и изменялось редокс-состояние митохондрий, в то время как в нейронах значимых метаболических изменений не происходило.

Такое увеличение присутствия астроцитов в активной среде мозга и повышенная эффективность их работы (реактивный астроглиоз) сопровождает ряд патологических процессов. В более ранних исследованиях была описана связь между реактивным астроглиозом и повышенным уровнем экспрессии GFAP (glial fibrillary acidic protein, глиальный фибриллярный кислый белок — один из белков цитоскелета, наиболее характерный для некоторых субпопуляций астроцитов). Однако у мышей на обогащенной жирами диете такой тенденции не наблюдалось. Авторы связывают изменения в строении астроцитов с другим структурным белком — эзрином, уровни экспрессии которого были повышены в астроцитах животных, получавших жирный корм.

Изменения метаболических характеристик астроцитов и структуры их отростков сопровождались комплексными изменениями в поведении мышей, что было продемонстрировано в серии тестов. Например, в тесте «Открытое поле» (мышь помещают в манеж, где нет укрытий) животные, содержавшиеся на богатой жирами диете, больше времени проводили в центре площадки по сравнению с контрольной группой; это говорит о большей любознательности и меньшей тревожности.

«Существует несколько различных диет с повышенным содержанием жира, — комментирует главный автор работы, член-корреспондент РАН, профессор, доктор наук Алексей Семьянов. — Например, есть кетогенная диета, которая считается полезной в разные периоды жизни, а есть диеты, которые считаются вредными, — это диеты с высоким содержанием жира и сахара, которые приводят к ожирению и в целом негативно сказываются на всем организме. Из-за этого представления возникла идея о том, что жир в целом вреден, хотя это и противоречит сведениям о метаболизме мозга в целом, так как жир — это важный метаболический компонент, который используется как для получения энергии, так и в качестве строительного материала».

Как отметил Семьянов, новизна полученных результатов заключается прежде всего в описании положительного эффекта увеличенного потребления жира на мозг и когнитивные способности животных на ранних этапах развития. За месяц диеты на жирной пище мыши набирали вес быстрее, чем животные из контрольной группы, не достигая ожирения, и показывали лучшие результаты в поведенческих тестах. Тем не менее для животных другого возраста или животных, содержавшихся на подобной диете в течение более длительного срока, эффект может быть иным. В планах группы — сравнение влияния повышенного содержания жира на состояние животных разного возраста.

«Теперь для нас это ключевой момент: одна стадия, когда мозг развивается и для него необходимы дополнительные строительные материалы и энергия, другая — когда мозг уже сформирован, и третья — когда начинаются какие-либо процессы, связанные со старением мозга. Во всех этих случаях режим физической активности и диета могут влиять по-разному, — объясняет Алексей Семьянов. — Это один из фундаментальных вопросов, потому что некоторые диетологи предполагают, что диета может быть однозначно полезной либо вредной, хотя в реальности все очень сильно зависит от биологического контекста: возраста, образа жизни и других факторов».