Главная страница » Исследования » Ожирение ухудшает память

Ожирение ухудшает память

мозг

Изменения в долгосрочной памяти связаны с метилированием и гидроксиметилированием ДНК

Ученые выяснили, почему ожирение ухудшает память. 26.01.2016 г. Ожирение связано с изменениями, которые эпигенетически влияют на регуляцию генов памяти (См. статью: Метилирование). А именно, связь между хроническим ожирением и снижением когнитивных способностей осуществляется через фермент нейронов гиппокампа.

К многочисленны негативным последствиям для здоровья, которые связаны с ожирением, относится ухудшение памяти. Это особенно заметно у страдающих ожирением лиц среднего и старшего возраста. Каковы причины такого снижения памяти? Эксперименты над грызунами с ожирением показали: изменяется экспрессия генов в области гиппокампа головного мозга. До сих пор не были выяснен механизм, посредством которого ожирение приводит к патогенному ухудшению памяти.

Эпигенетические изменения при ожирении

Ученые заподозрили наличие эпигенетических нарушений регуляции в нейронах гиппокампа. Фундаментальные эксперименты последнего десятилетия показали, что изменения в долгосрочной памяти связаны с метилированием и гидроксиметилированием ДНК. Эти изменения вызваны эпигенетическими механизмами, которые находятся над уровнем генов.

Такие длительные молекулярные изменения в ДНК  играют важную роль в содействии или подавления формирования памяти. Они способны увеличивать или уменьшать экспрессию генов, что помогает нейронам мозга создавать новые синаптические связи.

Исследователи показали, что эпигенетические изменения действительно связаны с изменениями в экспрессии генов, ассоциированными с памятью в гиппокампе мышей с ожирением. Эти изменения коррелируют с  уменьшением расположения объекта пространственной памяти у мышей с ожирением. Исследователи выявили снижение количества одного связанного с геном памяти продукта SIRT1. Это основная патогенная причина ожирения, которое вызвано ухудшением памяти. Участок мозга – гиппокамп – имеет важное значение для консолидации долговременной памяти.

Впервые найдены доказательства того, что диета с высоким содержанием жиров, которая индуцирует ожирение, приводит к развитию аберрантных эпигенетических модификаций в гиппокампе, а также соответствующее уменьшение экспрессии различных генов, связанных с памятью.

Связь между диетой, эпигенетикой и памятью

Полученные данные идентифицируют новую связь между диетой, эпигенетикой и когнитивными функциями, особенно в свете растущей эпидемии ожирения в США и других странах. Эта работа предлагает новую рабочую модель, которая может служить в качестве концептуальной основы для развития терапевтических вмешательств при ожирении, вызывающем ухудшение памяти.

В подробной информации о причине эпигенетических изменений, ученые обнаружили, что:

  1. У мышей с индуцированным 20-недельной диетой ожирением нарушена производительность памяти; в гиппокампе имеется нарушение синаптической пластичности.
  2. С памятью ассоциированы 4 гена — Ppargc1a, Ppp1cb, Reln и Sirt1. На 23 неделе соблюдения вызывающей ожирение диеты значительно уменьшились показали экспрессии генов. В последних трех значительно увеличилось метилирования ДНК (в участках промотора генов). Известно, что увеличение метилирования уменьшает экспрессию генов. Кроме того, Sirt1 область  промоутера; также значительно сократилось гидроксиметилирование ДНК.
  3. Индуцированное ожирением ухудшение памяти со временем развивается. Однако, ни на 13, ни на 16 неделях индуцированного диетой ожирения не отмечалось значительного увеличения метилирования ДНК генов гиппокампа. Только один ген на 16 неделе — Ppargc1a — показал значительное снижение экспрессии генов и гидроксиметилирования ДНК.

Чтобы исследовать механизм, с помощью которого ожирение приводит к ухудшению памяти, исследователи сосредоточились на гене Sirt1, который делает фермент, являющийся активным в нейроне во время расхода энергии и мобилизации жира. Этот фермент, по-видимому, будет исчерпан и дисфункциональным при ожирении. Исключение гена Sirt1 в мозге вскоре после рождения ухудшает память и способность к образованию новых нервных синапсов.

Ученые обнаружили, что в гиппокампе мышей с ожирением значительно уменьшена экспрессия белка из SIRT1, а субстрат фермента, acetlylated-p53, был значительно увеличен, что предполагает уменьшение ферментативной активности. Кроме того, целевое удаление Sirt1 в области переднего мозга, который включает гиппокамп в возрасте 8-12 недель, показал снижение Sirt1 мРНК и белка в гиппокампе. Эти мыши показали ухудшение памяти объект-местоположение при испытании на две недели позже.

Кроме того, химическая активация SIRT1 при индуцированном диетой ожирении у мышей при подаче ресвератрола показала снижение уровня ацетилированного p53. Когда мышей с ожирением кормили ресвератролом, то у животных отмечалась нормальная память объект-местоположение, по сравнению с контролем (мышей с ожирением, но не с нормальными мышами). Это говорит о том, что ресвератрол сохраняет гиппокамп-зависимую пространственную память и функцию SIRT1 в гиппокампе.

Почему ожирение снижает память?

Ожирение снижает память с помощью механизма с участием эпигенетической регуляции Sirt1. Около 10 лет назад лаборатория Sweatt сделала открытие, что эпигенетические механизмы задействованы в субрегионах мозга. Поэтому эпигенетические изменения в ДНК являются критически важными для долгосрочного формирования памяти и стабильного хранения долговременной памяти. В 2007 г. была опубликована статья «Ковалентная модификация ДНК регулирует формирование памяти». Ученые из этой лаборатории первыми показали, что активная регуляция химической структуры ДНК участвует в обучении и управляемых изменениях в мозге.

Ожирение и снижение когнитивных функций

Доказательства того, что существует связь между ожирением и снижением памяти:

  1. Страдающие ожирением люди в возрасте 40-45 лет имеют на 74% повышенный риск развития деменции 21 лет. У лиц с избыточной массой тела этот риск был повышен на 35%. Это исследование было проведено с участием 10 276 мужчин и женщин (BMJ 2005 г.).
  2. Изучение 2 223 здоровых работников показало, что более высокий индекс массы тела был связан с более низкими когнитивными способностями (после корректировки на возраст, пол, уровень образования, артериальное давление крови, диабет и др.). Кроме того, высокий ИМТ в начале исследования был связан с более высоким когнитивным снижением в последующей деятельности на пять лет позже (Курно, М., и др., Неврологии 2006 г.).
  3. Метаболический синдром у 73 человек со средним возрастом 60 лет был связан со значительным снижением памяти и интеллектуального функционирования, по сравнению с группой контроля (Hassenstab, JJ, и др., Деменция и когнитивные расстройства у пожилых людей 2010 г.). Источник: Университет Алабамы в Бирмингеме

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подпишитесь на новости сайта

Введите Ваш E-mail:

Архив статей