Что общего у мужчин, стареющих мышей и...чертовой пищи?

Прерывистое голодание повышает либидо, снижая уровень серотонина в мозге. Новое исследование, опубликованное в журнале Cell Metabolism, обнаружило, что прерывистое голодание улучшает сексуальное поведение стареющих самцов мышей – и не за счет улучшения качества спермы или уровня гормонов, а путем изменения химии мозга. Эта диетическая интервенция привела к более частому спариванию и большему количеству потомства у старых самцов за счет снижения уровня серотонина в мозге, что в свою очередь раскрепостило сексуальное поведение. Исследователи выявили новую биологическую цепочку, связывающую диетическиеPattern, доступность аминокислот и репродуктивное поведение.

Группа исследователей, возглавляемая Дэном Эглингером из DZNE в Германии и Юй Чжоу из Университета Циндао в Китае, изначально намеревалась изучить потомство голодающих самцов мышей. Но когда они заметили, что старшие самцы на режиме прерывистого голодания производили больше потомства, чем их нормально питающиеся сородичи, их внимание сместилось. Это неожиданное открытие стало толчком к более глубокому исследованию причин, стоящих за увеличением плодородия у этих стареющих животных.

Учёные знали, что репродуктивное здоровье самцов обычно ухудшается с возрастом как у людей, так и у животных. С возрастом у самцов обычно наблюдается снижение уровня тестостерона, уменьшение числа сперматозоидов и понижение подвижности спермы. Эти изменения часто сопровождаются снижением сексуальной мотивации. У мышей, как и у людей, либидо обычно угасает с возрастом, а спаривание становится всё менее частым и успешным. Исследователи хотели узнать, может ли прерывистое голодание компенсировать эти падения – и если да, то как.

Чтобы это проверить, они разделили самцов мышей C57BL/6J на две группы, начиная с 8 недель. Одна группа имела постоянный доступ к пище (ад либитум), в то время как другая следовала расписанию прерывистого голодания, при котором еда была доступна через день. Ученые наблюдали за мышами, когда они старели, проводя эксперименты по спариванию в возрасте 8 месяцев (молодые взрослые) и снова в 24 месяца (примерно соответствует пожилому возрасту человека).

Среди 24-месячных мышей те, кто придерживался режима прерывистого голодания, были более чем в два раза более склонны к воспроизводству потомства по сравнению с теми, кто имел неограниченный доступ к пище. В отличие от них, все 8-месячные самцы – независимо от рациона – успешно размножались. Данные свидетельствовали о том, что прерывистое голодание эффективно сохраняет репродуктивный успех до преклонного возраста, несмотря на типичные возрастные физиологические падения.

Однако, когда ученые рассмотрели традиционные показатели репродуктивного здоровья – такие как вес яичек, количество сперматозоидов, подвижность спермы и уровни тестостерона – они не нашли почти никаких доказательств того, что прерывистое голодание улучшает эти показатели. В некоторых случаях у голодающих мышей даже наблюдали чуть худшие результаты. Это исключает возможность того, что улучшенное плодородие связано с более высоким качеством спермы или гормональным здоровьем.

Ответ, как выяснили ученые, заключался в поведении. В серии контролируемых экспериментов по спариванию, старшие мыши, следовавшие режиму голодания, проявили большую сексуальную активность. Они проводили больше времени, взаимодействуя с самками, быстрее инициировали спаривание и чаще вступали в него. Другими словами, они просто были более заинтересованы в сексе.

Исследователи переключились на нейрохимические анализы, чтобы понять, что могло способствовать этой прибавке в либидо. Они измерили уровни ключевых нейромедиаторов в мозге и обнаружили, что уровень серотонина был повышен у старых мышей на стандартной диете, в то время как те, кто придерживался режима прерывистого голодания, имели значительно более низкий уровень серотонина. В то же время уровень дофамина в мозге – другого нейромедиатора, связанного с мотивацией – падал с возрастом в всех группах и не зависел от диеты.

Серотонин известен своим ингибирующим воздействием на сексуальное поведение, и его высокий уровень может подавлять либидо. Ученые высказали предположение, что прерывистое голодание может снижать доступность серотонина в мозге, снимая этот ингибирующий сигнал и повышая сексуальное желание. Чтобы проверить это, они ввели 5-гидрокситриптофан (5-HTP), химическое соединение, которое способствует выработке серотонина, голодающим мышам. Как и ожидалось, это снизило их активность спаривания, подтверждая, что серотонин действительно действовал как тормоз на сексуальное поведение.

Но что же вызывало снижение серотонина у голодающих мышей? Команда сосредоточилась на триптофане, аминокислоте, получаемой из пищи и служащей предшественником серотонина. Они обнаружили, что уровень триптофана в плазме был ниже у голодающих мышей, несмотря на то, что эти животные потребляли больше пищи во время периодов кормления, чем не голодающие. Важно, что ученые отметили, что прерывистое голодание приводило к увеличению поглощения триптофана в периферические ткани, такие как скелетные мышцы, снижая тем самым количество, доступное для синтеза серотонина в мозге.

Дальнейшие эксперименты показали, что уровень триптофана в мозге также был ниже у голодающих мышей, и это снижение полностью объясняло различия в серотонине, зависящие от диеты. Изменений в выражении серотонин-содержащих ферментов или транспортёров не было, что свидетельствует о том, что ключевым фактором была просто доступность триптофана в крови и мозге.

Этот механизм был подтверждён исследованиями с изотопным маркированием, когда голодающим мышам кормили диету, богатую триптофаном, содержащую детектируемый азотный изотоп. У голодающих мышей наблюдали большую инкорпорацию метки аминокислоты в белки мышц, подтверждая, что большее количество диетического триптофана отправляется в периферические ткани, а не достигает мозга.

Таким образом, полученные результаты показывают чёткую цепь событий: прерывистое голодание изменяет метаболизм триптофана, приводя к снижению выработки серотонина в мозге, что, в свою очередь, снимает ингибирование сексуального поведения. Этот поведенческий подъем компенсирует связанные с возрастом падения качества спермы и тестостерона, что приводит к большему репродуктивному успеху.

Хотя эти эксперименты проводились на одной линии лабораторных мышей, результаты предполагают более широкие последствия для понимания связей между диетой, химией мозга и репродуктивным поведением. Исследователи отмечают, что старение человека также ассоциируется со снижением либидо и что серотонин играет аналогичную ингибирующую роль в сексуальном желании у людей. Это ставит под сомнение возможности того, что диетические интервенции, такие как прерывистое голодание, могут помочь облегчить связанные с возрастом сексуальные дисфункции, включая такие состояния, как гипоактивное расстройство полового влечения.

Тем не менее, у исследования есть и несколько ограничений. Неясно, будут ли аналогичные эффекты наблюдаться у других линий мышей или у людей. Исследователи не тестировали другие методы ограничения калорий, такие как хроническое ограничение калорий или ограничение по времени. Также они не установили минимальную продолжительность времени, необходимую для появления поведенческих изменений. Краткосрочное голодание (шесть недель) не оказалось достаточным для повышения сексуального поведения, что предполагает, что может понадобиться длительное следование режиму.