Freepik
Ученые в ходе экспериментов над крысами выяснили, что прием жирных кислот со средней длиной цепи (СЦЖТ), содержащихся в небольших дозах в мякоти кокоса и молоке, улучшил пространственную память при высокой дозировке, а при низкой и средней — рабочую память. Между тем прием высокой дозы этих жирных кислот оказался небезопасным, так как привел к относительному увеличению печени на 10%. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Heliyon.
Когнитивные нарушения затрагивают значительную часть взрослого населения и негативно сказываются на качестве жизни, так как приводят к снижению умственных способностей, ухудшению памяти, слабой концентрации внимания и многому другому. Например, в Докладе Всемирной организации здравоохранения о состоянии мер общественного здравоохранения по борьбе с деменцией в мире отмечается рост количества людей, живущих со слабоумием, а к 2050 году прогнозируется увеличение их числа до 139 миллионов. Одной из причин мозговых дисфункций является нарушение метаболизма глюкозы в мозге, при том что глюкоза — главный источник энергии для всего организма. Если ее недостаточно, развивается энергетическое голодание головного мозга, что приводит к слабости, повышенной утомляемости, головокружению. Альтернативой глюкозе являются кетоновые тела — промежуточные продукты, образующиеся в процессе окисления жиров. Когда нейроны используют их в качестве основного источника энергии, это приводит к улучшению функций мозга.
Увеличить количество кетоновых тел можно при углеводном голодании, которое достигается несколькими путями: при голодании в принципе; при соблюдении кетогенной диеты, подразумевающей снижение потребления углеводов и замещение их жирной пищей; при продолжительных физических нагрузках. Есть более легкий и доступный способ — прием кетогенных добавок, например среднецепочечных жирных кислот, производимых в форме триглицеридов (СЦТ-масло). В то же время неизвестно, какие долгосрочные эффекты окажет прием СЦТ без соблюдения специальных диет на сердечно-сосудистые заболевания и обмен веществ.
Российские ученые из Института экспериментальной медицины и Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН провели исследование, для того чтобы выявить, в каких дозах СЦТ улучшают когнитивные функции и приводит ли их использование к метаболическим побочным эффектам.
«На данный момент СЦТ — широкодоступная кетогенная пищевая добавка с растущей популярностью, однако указаний о рекомендуемой дозировке не существует. Более того, в подобных исследованиях влияния приема СЦТ на функции мозга часто вообще не оцениваются метаболические эффекты, и для исследований отбирают пациентов и волонтеров без метаболических нарушений», — объясняет руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории нейробиологии интегративных функций мозга Физиологического отдела им. И. П. Павлова ФГБНУ Института экспериментальной медицины Александр Трофимов.
Для своего исследования ученые распределили крыс в возрасте 2,5–3,5 месяца на три группы: первой давали низкую дозу СЦТ (1 г/кг), второй и третьей — типичную (3 г/кг) и повышенную (6 г/кг) соответственно в течение четырех недель. Контрольная группа животных не получала СЦТ. Размеры дозировки были взяты по аналогии с человеческой дозой и с учетом скорости метаболизма. Далее исследователи провели ряд экспериментов для выявления когнитивных эффектов. Например, использовался Y-образный лабиринт с тремя идентичными «рукавами» для оценки рабочей памяти крыс — в силу своей любознательности животные исследуют лабиринт, последовательно посещая его «рукава». С помощью подобного теста ученые оценили долю спонтанных альтернаций — когда животное заходит в три разных «рукава», не возвращаясь в тот, который посетило только что. Этот показатель демонстрирует, насколько хорошо крыса помнит, где была в последний раз. Исследователи выяснили, что только низкая и средняя дозы приводили к улучшению рабочей памяти.
Влияние на пространственную память научная группа проверила с помощью водного лабиринта Морриса. Для этого в круглый бассейн диаметром 150 сантиметров авторы опускали крысу, которая должна была найти платформу, находящуюся на 2 сантиметра ниже уровня воды. Найдя платформу, крыса на нее залезала и ждала в течение 30 секунд, когда ее заберут в клетку. Платформа всегда находилась в одном и том же месте, а на стенках бассейна были ориентиры. Эксперимент проходил в течение четырех дней по четыре попытки в день, а на пятый день платформу изымали и давали животному 90 секунд свободного плавания. Чем больше времени крыса проводит в месте, где была платформа, тем лучше у нее пространственная память. Таким образом ученые выяснили, что только прием высокой дозы приводил к улучшению пространственной памяти крыс, так как они дольше остальных находились в месте, где раньше была платформа.
Вместе с тем авторы проверили и метаболические эффекты с помощью измерения различных показателей метаболического здоровья в крови и взвешивания внутренних органов животных. Они выяснили, что, хотя во всех группах показатели крови были в пределах нормы, у группы, принимавшей высокую дозу, относительная масса печени в среднем выросла более чем на 10% и произошел сдвиг соотношения бурого (термогенного) и белого (запасающего) жира в сторону бурого по сравнению с контрольными показателями, а у групп с низкой и средней дозой СЦТ такого не наблюдалось. Для выяснения причины увеличения печени нужны дальнейшие исследования, однако это может говорить о различных метаболических расстройствах. Что касается сдвига соотношения жиров — он был ожидаем. Кетогенная диета широко используется для похудения, потому что организм настраивается на сжигание не только поступающих, но и собственных жиров, что и привело к уменьшению доли белого жира. Тем не менее это свидетельствует о значительных сдвигах в метаболизме. Полученные данные говорят о том, что принимать СЦТ в высоких дозах без ограничения питания нужно с осторожностью.
«Результаты указывают на то, что в разных дозировках СЦТ могут по-разному влиять на мозг и метаболизм. Неожиданно, что положительный эффект на рабочую память исчез с увеличением дозы — это противоречит интуитивному ожиданию того, что большее количество СЦТ должно обеспечить большую энергию для мозга и более ярко выраженный положительный эффект. Рост осведомленности общества о благотворном влиянии СЦТ на когнитивные функции неминуемо приводит к увеличению доз кетогенной добавки для достижения желаемого результата. Эта тенденция может привести к негативным последствиям, выраженным в нарушении метаболизма, что подчеркивает важность проводимых исследований и необходимость дальнейшего изучения проблемы. Наша большая задача всего цикла работ — подобрать такую дозу СЦТ, которая вызывала бы развитие интервального кетоза, улучшение памяти, но при этом оказывала бы минимальные эффекты на функционирование прочих систем, и затем детально изучать механизмы эффектов СЦТ», — подводит итог Александр Трофимов.