Воспаление мозга, связанное с диетой: три дня употребления жирной пищи ухудшают память у старых крыс
Новое исследование на крысах показало, что всего несколько дней диеты с высоким содержанием насыщенных жиров могут вызвать проблемы с памятью и связанное с этим воспаление мозга у пожилых людей.
Исследователи кормили отдельные группы молодых и старых крыс пищей с высоким содержанием жиров в течение трех дней или трех месяцев, чтобы сравнить, насколько быстро происходят изменения в мозге по сравнению с остальным телом при употреблении нездоровой пищи.
Как и ожидалось на основе предыдущих исследований диабета и ожирения, употребление жирной пищи в течение трех месяцев привело к проблемам с обменом веществ , воспалению кишечника и резким изменениям в составе кишечных бактерий у всех крыс по сравнению с теми, кто ел обычную пищу, в то время как всего три дня употребления жирной пищи не вызвали серьезных изменений в обмене веществ или кишечнике.
Однако когда дело дошло до изменений в мозге, исследователи обнаружили, что только старые крысы — независимо от того, находились ли они на диете с высоким содержанием жиров в течение трех месяцев или всего лишь трех дней — плохо справлялись с тестами на память и демонстрировали отрицательные воспалительные изменения в мозге.
Результаты опровергают идею о том, что воспаление в стареющем мозге, связанное с диетой, вызвано ожирением, говорит старший автор исследования Рут Барриентос, исследователь из Института исследований поведенческой медицины в Университете штата Огайо. Большинство исследований воздействия жирных и обработанных продуктов на мозг были сосредоточены на ожирении, однако влияние нездорового питания, независимо от ожирения, остается в значительной степени неизученным.
«Нездоровое питание и ожирение связаны, но они не неразделимы. Мы действительно ищем воздействие диеты непосредственно на мозг. И мы показали, что в течение трех дней, задолго до того, как наступает ожирение, происходят колоссальные нейровоспалительные сдвиги», — сказал Барриентос, также доцент кафедры психиатрии, поведенческого здоровья и нейробиологии в Медицинском колледже штата Огайо.
«Изменения в организме всех животных происходят медленнее и на самом деле не являются необходимыми для того, чтобы вызывать нарушения памяти и изменения в мозге. Мы бы никогда не узнали, что воспаление мозга является основной причиной нарушений памяти, вызванных диетой с высоким содержанием жиров, если бы не сравнили две временные шкалы».
Исследование было недавно опубликовано в журнале Immunity & Ageing .
Годы исследований в лаборатории Барриентоса показали, что старение приводит к долгосрочному «подготовке» воспалительного профиля мозга в сочетании с потерей резерва клеток мозга к восстановлению, и что нездоровое питание может усугубить ситуацию с мозгом у пожилых людей .
Жиры составляют 60% калорий в высокожировой диете, использованной в исследовании, что можно сравнить с рядом распространенных вариантов фастфуда: например, данные о питании показывают, что жиры составляют около 60% калорий в двойном копченом сэндвиче BLT с сыром в McDonald's или двойном вопере с сыром в Burger King .
После того как животные в течение трех дней или трех месяцев находились на диете с высоким содержанием жиров, исследователи провели тесты, оценивающие два типа проблем с памятью, распространенных у пожилых людей с деменцией, которые возникают в разных областях мозга: контекстуальная память, опосредованная гиппокампом (основным центром памяти в мозге), и память о страхе, возникающая в результате сигнала, который возникает в миндалевидном теле (центре страха и опасности в мозге).
По сравнению с контрольными животными, питавшимися кормом, и молодыми крысами на диете с высоким содержанием жиров, у старых крыс наблюдалось поведение, указывающее на нарушение обоих типов памяти уже после трех дней употребления жирной пищи, и это поведение сохранялось, когда они продолжали питаться жирной пищей в течение трех месяцев.
Исследователи также наблюдали изменения в уровнях ряда белков, называемых цитокинами, в мозге старых крыс после трех дней жирной пищи, что сигнализировало о нарушенной воспалительной реакции. Через три месяца после высокожировой диеты некоторые уровни цитокинов изменились, но остались нарушенными, а когнитивные проблемы сохранились в поведенческих тестах.
«Отклонение от исходных показателей воспалительных маркеров является негативной реакцией и, как было показано, ухудшает функции обучения и памяти», — сказал Барриентос.
По сравнению с крысами, которые ели обычную еду, молодые и старые животные набрали больше веса и показали признаки метаболической дисфункции — плохой контроль инсулина и сахара в крови, воспалительные белки в жировой ткани и изменения микробиома кишечника — после трех месяцев высокожировой диеты. Память и поведение молодых крыс, а также мозговая ткань остались неизменными из-за жирной пищи.
«Эти диеты приводят к изменениям, связанным с ожирением, как у молодых, так и у старых животных, однако молодые животные оказываются более устойчивыми к влиянию диеты с высоким содержанием жиров на память. Мы считаем, что это, вероятно, связано с их способностью активировать компенсаторные противовоспалительные реакции, которых нет у старых животных», — сказал Барриентос.
«Кроме того, поскольку уровень глюкозы, инсулина и воспаление жировой ткани увеличиваются как у молодых, так и у старых животных, невозможно определить, что именно вызывает ухудшение памяти только у старых животных, если смотреть только на то, что происходит в организме. Для реакции памяти важно то, что происходит в мозге».
Соавторами являются Майкл Батлер, Стефани Мускат, Бригитта Гонсалес Олмо, Сабрина Макки-Альфонсо, Нашали Масса, Брайан Альварес, Джейд Блэквелл, Меназ Беттес и Джеймс Демарш из Университета штата Огайо; а также Мария Элиза Каэтано-Силва, Акрити Шреста, Роберт Маккаскер и Джейкоб Аллен из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне.