Высокожировая диета беременной мыши изменяет поведение потомства в зависимости от пола

Лишний вес во время беременности может негативно сказаться на состоянии здоровья как матери, так и будущего ребенка. В экспериментах на грызунах уже было показано, что диета с высоким содержанием жиров приводит к развитию тревожности у потомства. Однако было неясно, как именно накопление жировой ткани воздействует на нервную систему плода и как это зависит от его пола.

В Nature Metabolism опубликована работа, выполненная на мышах и посвященная этой проблеме. Самки мышей дикого типа за шесть недель до спаривания были разделены на две группы: одна содержалась на диете с высоким содержанием жиров (high-fat diet, HFD), вторая — с низким (low-fat diet, LFD). Вес мышей из первой группы до и после беременности был значимо выше, чем у мышей из второй группы, то же было и у потомства, при этом масса плаценты не зависела от диеты.

У новорожденных мышат из потомства HFD наблюдалось снижение ультразвуковых вокализаций, вызванных разлучением с матерью, — у взрослых мышей это происходит в стрессовой среде. Дальше с помощью поведенческих тестов ученые определили, что самки из потомства HFD демонстрируют сниженный социальный интерес, а самцы — ангедонию (определялась по отсутствию предпочтения сладкой воды простой воде) и повышенную активность. Такие проявления часто являются последствием снижения уровня серотонина в мозге. Так как плацента является барьером для перехода серотонина от матери к плоду, авторы исследовали ее образцы в двух группах. Количество серотонина в плаценте, а также в переднем мозге у самцов группы HFD было снижено. У самок же значимой разницы между группами не было. С помощью ПЦР-анализа ученые выявили также снижение экспрессии генов, вовлеченных в синтез и транспорт серотонина, в плаценте самцов из потомства HFD.

Триптофан является предшественником серотонина. Добавка триптофана к корму матерей повышала количество серотонина в плаценте самцов из потомства LFD, но не HFD. В тоже время триптофан повышал уровень серотонина в переднем мозге у HFD-самцов. Ученые сделали вывод, что в случае самцов уровень плацентарного серотонина зависит от уровня триптофана матери и от ее диеты, но уровни серотонина в переднем мозге плода зависят не только от уровня плацентарного серотонина.

Авторы повторили поведенческие тесты с потомством мышей, получавших HFD и LFD с триптофаном. Добавка устраняла некоторые поведенческие дефекты у самцов из потомства HFD, но не у самок. Полученные данные говорят о том, что, во-первых, материнская диета с высоким содержанием жиров нарушает роль серотонина в развитии мозга самцов, а во-вторых, добавка триптофана к материнской диете компенсирует это нарушение.

Ученые наблюдали повышенную плотность макрофагов в плодном отделе плаценты у группы HFD независимо от пола потомства, а также повышение маркеров иммунореактивности в мозге плодов, что соответствует литературным данным о связи высокожировой диеты с воспалением. С помощью трехмерной визуализации клеток мозга авторы выявили большее количество фагосом с серотонином у самцов из HFD-потомства по сравнению с LFD-группой. Это говорит об усиленном фагоцитозе серотонинергических нейронов клетками микроглии и снижении биодоступности серотонина.

В плаценте группы HFD была повышена экспрессия гена рецептора Tlr4 макрофагов, вовлеченного в провоспалительный сигналинг. Эксперименты с мышами, нокаутными по Tlr4, показали, что при отсутствии рецептора фагоцитоз серотонинергических нейронов у HFD-мышат мужского пола приходит в норму. плаценте группы HFD с потомством мужского пола. В дополнительных опытах ученые показали, что активация Tlr4 происходит из-за накопления бактериальных эндотоксинов в тканях плода.

Наконец, авторы показали, что аккумуляция триглицеридов в организме матери отрицательно коррелирует с уровнем серотонина в мозге плода мужского пола. Анализ образцов человеческих тканей подтвердил результаты, полученные на мышах. Повышенное накопление триглицеридов у матери запускало экспрессию генов воспалительного каскада у плодов мужского пола. В плаценте плодов мужского пола подавлялась экспрессия генов, связанных с клеточной дифференциаций, а в плаценте плодов женского пола, возможно, нарушался рост сосудов.

Таким образом содержание жира в питании беременной женщины можно рассматривать как один из внешних факторов, влияющих на состояние плода. Результаты работы могут помочь врачам и родителям лучше понять и, возможно, предотвратить развитие некоторых расстройств поведения.

Ранее мы писали о возможном новом классе быстродействующих антидепрессантов.