Недавнее исследование, опубликованное в журнале Neurobiology of Aging, определяет, способствует ли диета с высоким содержанием жиров ухудшению памяти у пожилых людей по сравнению со старением в одиночку.

Диета и старение

Пищевые продукты высокой степени переработки, обладающие высоким содержанием энергии, но низким содержанием питательных веществ, становятся все более популярными во всем мире.

Однако повышенное потребление этих пищевых продуктов привело к росту показателей ожирения и связанных с ним заболеваний, таких как высокое кровяное давление и сахарный диабет 2 типа, оба из которых являются факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и рака. Ожирение также связано с тревогой, депрессией, ухудшением памяти, плохой исполнительной функцией и нарушением обучения, что увеличивает риск когнитивной дисфункции у этих людей по сравнению с лицами с нормальными значениями индекса массы тела (ИМТ).

Нейровоспаление является еще одним результатом ожирения и связано как с нейродегенерацией, так и с когнитивными нарушениями. Экспериментально было продемонстрировано, что диета с высоким содержанием жиров вызывает воспалительное повреждение нейронов в течение одной недели после воздействия, даже до появления результатов ожирения.

Ожирение, вызванное диетой с высоким содержанием жиров, вызывает воспаление гипоталамуса, главной эндокринной железы. Впоследствии это приводит к нарушению регулирования питания и увеличению веса у грызунов. Высокое потребление жиров и сахара также стимулирует воспаление гиппокампа, что приводит к потере распознавания места в аналогичных экспериментах.

Роль микроглии в снижении когнитивных способностей

Микроглия — наиболее распространенный тип клеток мозга, связанный с воспалением и иммунным ответом. Предыдущие исследования показали, что даже короткие периоды кормления с высоким содержанием жиров вызывают глиоз у грызунов, во время которого пролиферируют астроциты и микроглия, что в конечном итоге приводит к повреждению нейронов. Хотя первоначально саморазрешается при прекращении воздействия, хроническое воздействие может привести к стойкому глиозу.

С возрастом у людей часто развиваются когнитивные нарушения наряду с повышенным риском нейродегенеративных заболеваний вследствие нейровоспаления. И наоборот, с увеличением возраста микроглия начинает чрезмерно реагировать на иммунные стимулы, включая высокое потребление жиров пожилыми людьми.

Чрезмерная активность микроглии связана со специфическим неблагоприятным воздействием на когнитивные функции у пожилых людей, получающих диету с высоким содержанием жиров, которое не наблюдается в соответствующей группе молодых людей. Эти эффекты могут быть ответственны за повышенную уязвимость пожилых людей к нейродегенерации и когнитивному дефициту.

Признание общего пути когнитивных нарушений, связанных как со старением, так и с ожирением, позволяет предположить, что это неврологическое событие может усугубиться при диете с высоким содержанием жиров в пожилом возрасте. Однако предыдущие исследования показали, что с возрастом люди, страдающие ожирением, реже страдают от когнитивных нарушений.

Эти противоречивые результаты побудили авторов текущего исследования изучить, как микроглия опосредует когнитивные изменения у стареющих особей, находящихся на диете с высоким содержанием жиров и углеводов.

Что показало исследование?

В текущем исследовании самок крыс кормили диетой с высоким содержанием жиров и сахарозы (HFSD) в течение восьми недель, после чего исследовали микроглию и экспрессию маркеров воспаления в головном мозге. Исследователи предположили, что связанные со старением когнитивные нарушения будут усугубляться в связи с изменениями микроглии.

С этой целью наблюдался ускоренный набор веса у крыс, потреблявших ГФСД, по сравнению с крысами, находившимися на обычной диете, при этом у старых крыс наблюдалась значительная разница в течение двух недель по сравнению с шестью неделями у молодых крыс, получавших ГФСД. Увеличение жировой массы также было более значительным у старых крыс, чем у молодых; однако в обеих группах к восьми неделям наблюдалось увеличение жировой массы.

Мышечная масса снижалась в обратной зависимости от жировой массы как в группах с HFSD, так и в возрастной группе. Периферическое воспаление было вызвано HFSD, о чем свидетельствует повышение уровня цитокина интерлейкина 1β (IL-1β); однако этот эффект наблюдался не только при старении.

Старение было связано с повышенной экспрессией микроглии в гипоталамусе и гиппокампе, которая больше не увеличивалась, когда крыс кормили HFSD по сравнению с обычной диетой. У пожилых крыс снизилась сложность микроглии.

Количество нейрональных клеток в гиппокампе было снижено у старых крыс, а также у тех, кого кормили HFSD. У пожилых крыс также снижался оборот нейронов; однако корреляции этого не наблюдалось с HFSD. Исследовательское тестирование в открытом поле также показало снижение, с усилением тревожного поведения.

Память распознавания, или способность отличать новые объекты от знакомых, ухудшалась как со старением, так и с потреблением HFSD; однако HFSD не ухудшал эффект старения. Интересно, что не было никаких доказательств провоспалительной реакции.

Эти результаты указывают на потенциальное несоответствие между периферическим провоспалительным ответом, вызванным HFSD, и центральным провоспалительным или, по крайней мере, первичным профилем, наблюдаемым при старении.”

Эти наблюдения привели ученых к избирательному уменьшению количества микроглии в модели крыс с детонацией Cx3cr1-Dtr. Однако различий в результатах не было.

Выводы

Наши данные свидетельствуют о том, что механизмы, дополнительные к острому влиянию микроглии, играют роль в дисфункции памяти, связанной со старением и HFSD.”

Старение и ГФСД могут влиять на поведение крыс, вызывая когнитивный дефицит и тревогу, которые не проходят, несмотря на истощение микроглии. И наоборот, поведение может оставаться нормальным, даже когда во многих областях мозга наблюдается связанный со старением глиоз.

Таким образом, микроглия, возможно, не является непосредственной причиной когнитивной дисфункции, наблюдаемой при старении и ГФСД в течение коротких периодов. Будущие исследования должны оценить роль других путей, чтобы полностью понять патогенез когнитивных нарушений, связанных со старением.

Например, в состарившемся мозге может быть провоспалительная среда. Кроме того, периферические Т-клетки могут быть вовлечены в связанную с питанием потерю памяти у пожилых людей, поскольку истощение этих клеток может смягчить центральное нейровоспаление и предотвратить такое нарушение.

Реакции микроглии на плохое питание, такое как HFSD, проявляются остро; поэтому удаление микроглии на более поздних стадиях может быть неэффективным. Также возможно, что тесты, использованные в текущем исследовании, не были идеальными для выявления влияния такого истощения на производительность памяти.