Ученые Томского государственного университета провели исследование влияния различных типов питания – обычного, высокожирного и с избыточным содержанием клетчатки – на поведенческую активность и эмоциональное состояние мышей. У группы, которая находилась на диете с высоким содержанием жиров, негативные эффекты были наиболее выражены. Как считают исследователи, изменение рациона влияет на поведение и психику животных через модуляцию оси «кишечник-мозг». Результаты опубликованы в журнале «Современные вопросы биомедицины».
– Корректировка диеты играет важную роль в профилактике заболеваний сердечно-сосудистой системы, ЖКТ, сахарного диабета (СД) второго типа, а также тревожных расстройств, – объясняет ведущий научный сотрудник лаборатории менеджмента здоровья и физической активности ФФК ТГУ, одна из авторов статьи Анастасия Кабачкова. – Задача наших экспериментальных исследований заключалась в том, чтобы выяснить, будет ли диета оказывать аналогичный профилактический эффект у лиц без сопутствующего ожирения и СД второго типа, а также какова роль отдельных нутриентов в нарушении баланса.
В ходе эксперимента ученые оценивали поведенческую активность мышей-самцов линии ICR (CD1). Первая группа получала стандартное питание с массовой долей жира не более 6%, вторая группа находилась на диете с высоким содержанием жиров (40% насыщенных жиров), третья группа – на диете с высоким содержанием клетчатки (40% нерастворимой клетчатки).
Исследования продолжались шесть недель. Ежедневно ученые регистрировали количество съеденной пищи и выпитой жидкости каждой группой, оценивали внешний вид, изменения в поведении и прочие параметры. Помимо этого, еженедельно проводили взвешивание мышей.
Оценка активности животных, эмоционального статуса, врожденных рефлексов, а также степень неврологического дефицита у мышей проводилась с помощью нескольких методов: «открытое поле», шкала Гарсии и наблюдение в домашней клетке.
В экспериментальных группах на третьей неделе было выявлено развитие неврологического дефицита средней степени. При этом неврологический дефицит у мышей был наиболее выражен на фоне высокожировой диеты.
В ходе наблюдения за поведением мышей в домашней клетке в экспериментальных группах с высоким содержанием жиров и клетчатки на третьей неделе исследования были зафиксированы реакции на звуковой раздражитель, которые резко отличались от нормы.
К шестой неделе исследования произошло восстановление некоторых параметров до первоначальных значений, однако спонтанная двигательная активность (вторая и третья экспериментальные группы) и лазание (высокожировая диета) так и не восстановились.
Для живых организмов диета (особенности питания) играет важную роль в поддержании микробиоты кишечника, и при недостатке или избытке разных компонентов (белки, жиры, углеводы) идет перестройка микробиоты для адаптации к новым условиям. Это может сказываться на эмоциональном состоянии.
– По нашему мнению изменение рациона приводит к адаптивным изменениям микробиоты, – говорит Анастасия Кабачкова. – В связи с этим изменяется синтез короткоцепочечных жирных кислот, которые выделяются микроорганизмами и выступают в качестве информационных молекул, поддерживающих связь «кишечник-мозг». Как видно из исследования, период адаптации занимал несколько недель, а потом всё пришло в относительную норму и организм подстроился к вынужденной диете.
Мозг, кишечник и кишечная микробиота – три ключевых узла, все они взаимодействуют друг с другом. Микробиота кишечника может «общаться» с головным мозгом напрямую – посредством сигнальных молекул, например, короткоцепочечных жирных кислот, или косвенно, взаимодействуя с клетками кишечника. В свою очередь, головной мозг способен влиять на микробиоту прямо или косвенно, модулируя физиологию кишечника, что изменяет микробную среду.
– Изменение рациона питания запускает ряд адаптивных трансформаций, которые отражаются и на психоэмоциональном состоянии живого организма, – отмечает Анастасия Владимировна. – Вероятнее всего, затем наступила бы декомпенсация, и мы зафиксировали бы патологические изменения с последующим развитием заболевания.
Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что мыши линии ICR (CD1) используются в изучении механизмов развития серьезных заболеваний человека, таких как онкология, а также тератологии и токсикологии. На мышах данного вида ученые, в том числе, исследуют психологические, неврологические и психоэмоциональные характеристики. Можно предполагать, что изменение питания человека будет иметь схожие последствия.
Результаты, полученные специалистами ТГУ, продемонстрировали, насколько важно в экспериментах следить за питанием грызунов, поскольку изменения в диете могут привести к ложноположительным и ложноотрицательным результатам. Таким образом, соблюдение сбалансированного рациона позволит снизить количество погрешностей в многочисленных исследованиях, в которых задействованы лабораторные животные.