Как детское меню ломает взрослый мозг

Недавнее исследование в области нейронутрицевтики показывает: если в раннем возрасте организм получает слишком много жиров и сахара, мозг навсегда меняет правила игры. Он начинает иначе реагировать на вредную пищу во взрослом возрасте. Иначе – значит хуже. Такие выводы сделали авторы работы, опубликованной в журнале Nutritional Neuroscience.

Мозг человека – не бетон при заливке фундамента. Он постоянно меняется, перестраивает связи, учится, забывает, адаптируется. Эта способность называется нейропластичностью. Именно нейропластичность позволяет нам запоминать дорогу до дома, осваивать новые навыки и даже восстанавливаться после травм. У этого процесса есть свои «удобрения» – специальные белки‑факторы роста, которые помогают нейронам взаимодействовать.

В здоровом мозге эти факторы роста регулярно связываются с рецепторами на поверхности клеток. Такая химическая «переписка» запускает сигнальные цепочки и закрепляет новые знания. Но если система дает сбой, мозг перестает поддерживать здоровые синапсы – крошечные промежутки, через которые нейроны общаются.

Рацион играет огромную роль в поддержании этой тонкой структуры. Пища – это строительный материал для клеточных процессов. Однако так называемая «западная диета» – обилие жиров и сахаров – вызывает воспаление в организме, включая мозг. Когда иммунные клетки замечают стресс тканей, они выделяют воспалительные белки‑маркеры. Хроническое воспаление ускоряет старение мозга и способствует нейродегенерации – постепенной гибели нейронов.

Ученые давно подозревали, что неправильное питание во время беременности и кормления может навсегда изменить работу мозга новорождённого. Это явление называют метаболическим программированием. Если говорить проще, питательная среда в утробе матери способна переписать «биологическое ПО» организма.

Исследователи решили узнать, как ранний контакт с нездоровой пищей меняет реакцию мозга на вредные продукты в будущем. Команду возглавила Rhowena J.B. Matos из Федерального университета Баии. На белых лабораторных крысах она и коллеги проверяли, как ранняя западная диета влияет на мозг во взрослом возрасте.

Беременных и кормящих самок разделили на две группы: одни получали обычный лабораторный рацион, вторые – модифицированную западную диету с салом, маслом, сахаром и картофелем‑фри со вкусом барбекю. После отъёма от матери все крысята, вне зависимости от «детского меню», питались одинаковой здоровой пищей шесть месяцев.

Когда животным исполнилось 195 дней, половине из них вновь дали попробовать западную диету. Всего на два часа в день и всего пять дней подряд. Затем исследователи изучили кровь и ткань гиппокампа — участка мозга, отвечающего за память и обучение.

Результаты показали: раннее питание оставило глубокий метаболический след. У крыс, чьи матери ели вредную пищу, был повышен уровень глюкозы и общего белка в крови, даже несмотря на месяцы здорового питания.

Самое интересное началось после пяти дней «взрослого» фастфуда. Мозг крыс с «западным» прошлым мгновенно взорвался воспалительными реакциями. Уровень генов, отвечающих за выработку двух ключевых воспалительных белков, вырос более чем в два раза.

У крыс из контрольной группы такого всплеска не было. У «запрограммированных» же животных вырос уровень холестерина, хотя другие показатели крови остались прежними.

Не менее важные изменения произошли в генах, связанных с нейропластичностью. Мозг действительно начал вырабатывать больше фактора роста, но вот рецепторы, которые должны его принимать, резко «заглушились». Ещё один ген, участвующий в формировании памяти, снизил активность на треть. Получился биологический парадокс: сигнал есть, но получить его некому.

Учёные считают, что такая разорванная цепочка может привести к серьёзным когнитивным нарушениям в будущем. Но исследование имеет ограничения: изучались только самцы. У самок, например, уровень эстрогена влияет на пластичность гиппокампа. Кроме того, анализ генов не показывает, сколько белков реально появляется. Следующие работы должны подтвердить повреждения на уровне физических молекул.

Также исследование не включало реальные тесты на память. В будущем учёные планируют проводить поведенческие эксперименты – например, «водные лабиринты» и задачи на узнавание объектов. Только так можно понять, влияют ли молекулярные сбои на реальные когнитивные способности.

Авторы исследования: Rhowena J.B. Matos, Odair J.F. Lima, Juliana S. Ribeiro, Taynara R.L. Silva, Mireia C.M. Conceição, Mírian C.M.M. David, Tercya L.A. Silva, Elizabeth do Nascimento, Jairza M.B. Medeiros.