Исследователи из Чили и США установили конкретные молекулярные пути, которые запускаются благодаря диете с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов и улучшают память у стареющих грызунов. Это достигается за счет усиления функций синапсов. Подробности открытия, которое потенциально может привести к новым методам лечения старческих нарушений памяти, опубликованы в журнале Cell Reports Medicine.
Графическое изложение статьи. У старых мышей на циклической кетогенной диете улучшилась память по сравнению с животными из контрольной группы на обычной диете за счет усиление синаптической функции и активации сигнального пути протеинкиназы А. Credit: Christian González—Billault et al. / Cell Reports Medicine2024
Множество копий было сломано в боях за самую «правильную» диету, которой нужно придерживаться, чтобы ваш мозг всегда находился в добром здравии. Одни исследования говорят о том, что для стареющего мозга полезна диета с высоким содержанием растительных флавоноидов, другие сообщают о хорошем эффекте от ограничения калорий, которое заставляет более активно работать глиальные клетки.
Такие же бои идут относительно кетогенной диеты, которую одни возводят в абсолют здоровья мозга, а другие отвергают как крайне вредный вариант, ведь при ней мозг вынужден добывать глюкозу, необходимую для энергетического сопровождения нейронов, обходными путями. Поэтому здоровым людям она не подходит и может использоваться в качестве поддерживающей терапии только при некоторых метаболических расстройствах. Истина, как и всегда, где-то посередине.
Накоплено уже достаточно большое количество доказательств, что кетодиета действительно может улучшать здоровье мозга. Например, она способна защитить клетки мозга от выраженного повреждения при ишемическом инсульте, что даже легло в основу профилактики инсульта и лечения его последствий. Новое же исследование продемонстрировало не только ее позитивное влияние на память у старых животных, но и раскрыло молекулярные пути того, как именно этот эффект реализуется. Тут сразу нужно оговориться – исследование проведено на мышах, поэтому перекладывать результаты на человека сильно преждевременно, хоть и не лишено смысла.
В нейронах и других клетках организма существует множество сигнальных путей, воплощающихся разными веществами для контроля за обменом белка и метаболизмом. Некоторыми из сигналов, запускающих эти пути, могут стать кетоновые тела – ацетоацетат (AcAc), β-гидроксибутират (BHB) и, в гораздо меньшей степени, ацетон, которые обычно производятся в печени. Их концентрация увеличивается, когда глюкозы не хватает либо из-за ограничения калорий, либо интенсивных физических упражнений, либо низкого потребления углеводов, как, например, при кетогенной диете.
Несколько лет назад появились первые доказательства того, что кетогенная диета в течение продолжительного времени (бОльшая часть взрослой жизни мышей) статистически значимо увеличивает продолжительность жизни животных и позволяет им стареть более здоровым образом с полным сохранением памяти. Но мало показать эффект, нужно еще понять, за счет чего он наблюдается.
В текущем исследовании мыши на кетогенной диете получали 90% калорий из жиров и 10% из белков, в то время как мыши на контрольной диете получали такое же количество белка, но только 13% жира, и все остальное обеспечивалось за счет углеводов. «Пожилые» подопытные мыши старше двух лет одну неделю содержались на кетогенной диете, а одну – на контрольной, чтобы они не переедали и не набирали массу.
Благодаря нейрофизиологическим и поведенческим экспериментам ученые установили, что у старых животных с чередующейся диетой достоверно лучше происходит формирование, хранение и извлечение памяти, чем у их сородичей из контрольной группы. Авторы предположили, что кетогенная диета, по-видимому, улучшает работу синапсов в гиппокампе, отвечающем за формирование воспоминаний, поэтому они углубились в состав синаптических белков
Ученые отметили, что изменения в белковом составе синапсов не просто произошли, а случились даже после относительно непродолжительного соблюдения диеты (одна неделя) и со временем стали более выраженными (проверка через шесть недель и год). Дальнейшие исследования показали, что в синапсах при кетогенной диете активируется определенный сигнальный путь (протеинкиназа А, которая имеет решающее значение для активности синапсов). Затем на изолированных клетках удалось продемонстрировать, что кетоновое тело BHB, наиболее активно вырабатываемое при кетогенной диете, как раз и активирует этот путь.
Ученые акцентируют внимание на том, что на сегодняшний день это одно из самых детальных исследований влияния кетогенной диеты на старение мозга.
«Теперь мы знаем, что возможность манипулировать продолжительностью жизни заключается не в том, чтобы есть меньше. На самом деле это делается через управление сигналами внутри клеток, которые включают и выключают определенные пути в ответ на доступные питательные вещества», — отмечают авторы работы.
Следующим шагом авторы намерены выяснить, можно ли достичь такого же эффекта на память, используя не диету, а только BHB, или, возможно, действуя еще более целенаправленно через манипуляции с сигнальным путем протеинкиназы А.
Текст: Анна Хоружая
Ketogenic diet administration later in life improves memory by modifying the synaptic cortical proteome via the PKA signaling pathway in aging mice by Christian González-Billault et al. in Cell Reports Medicine. Published June 2024.
