Диета помогает сохранить память в старости, но вредит мозгу в молодости — таковы выводы проведенного биологами исследования.
Изучив два принципиально разных способа продления жизни (диета и генетические манипуляции) у животных, специалисты из Принстонского университета (США) пришли к заключению, что ограничение количества потребляемой пищи позволяет прожить дольше, с меньшим ухудшением памяти в старости, но зато в молодости способность запоминать новое будет существенно снижена.
Модельные организмы
Исследование, подробно описанное в научном журнале PLoS Biology, как уже было отмечено выше, проводилось на животных. Выбор подопытных организмов для стороннего человека мог показаться странным, но ученые знали, что делают. Круглый червь Caenorhabditis elegans, или просто c.elegans, давно стал излюбленным объектом для геронтологов, специалистов, изучающих процессы старения, и нейробиологов.
В многочисленных экспериментах, которые на протяжении десятков лет ставились на Caenorhabditis elegans по всему миру, молекулярные биологи смогли изучить роль множества разных генов в процессах старения, попутно проверив роль такого фактора, как питание. Полученные на червях данные согласовывались с теми, которые получали работающие на мышах ученые, а значительная часть собранного на всех животных материала оказалась достаточно близка и к человеку.
То, что червь многократно проще человека, в исследовании процессов на клеточном уровне не столь уж и важно. Ряд процессов, включая старение, обусловлен сбоями на уровне отдельных клеток, потому в некоторых случаях достаточно даже не червей, а вовсе одноклеточных организмов. Эксперименты с дрожжами, например, позволили исследовать болезнь, которая поразила знаменитого британского астрофизика Стивена Хокинга.
Но как на червях изучать память? Очень просто: ученые вначале выдержали Caenorhabditis elegans без еды какое-то время, а потом дали им пищу одновременно с 10-процентным раствором бутилового спирта. Потом, когда животные снова проголодались, рядом с ними капали бутиловый спирт — и черви начинали ползти в сторону запаха, который в обычных условиях для них ничего не значил.
Основы памяти
Исследователи сопоставили между собой нескольких разных линий (так называют генетически различные «породы» червей) животных с различным генотипом. Одни черви были методами генной инженерии модифицированы так, чтобы потреблять меньше пищи, а другие отличались строением рецепторов, обеспечивающих реакцию клеток на инсулин.
Отличия в инсулиновых рецепторах ранее были связаны с изменением способности запоминать новую информацию как у червей, так и у мышей. Кроме того, ряд опытов указывал на связь инсулиновых рецепторов с ослаблением памяти в пожилом возрасте.
Подчеркнем особо то, что реагирующие на инсулин рецепторы есть как у червей, так и у человека. Исследователи изучали не столько самих червей, сколько процессы, проистекающие внутри нервных клеток, которые более или менее схожи у всех животных, имеющих нервную систему. Конструкторы, которые тестируют работу деталей автомобиля, тоже часто используют не машину в сборе, а специальный испытательный стенд; биологи и медики используют в качестве «испытательных стендов» генетически модифицированных животных.
Результаты проведенных экспериментов показали, что имитирующие постоянное нахождение на диете черви быстрее теряют способность к обучению в молодости, но зато медленнее стареют в дальнейшем. С теми же животными, которые подверглись генетической модификацией и получили «усовершенствованные» инсулиновые рецепторы, все обстояло иначе: они показывали лучшие результаты в молодости, но затем старели наравне с обычными особями.
Молекулярный фундамент
Может показаться, что результат был в значительной степени очевиден. Ведь хорошо известно, что соблюдение диеты понижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, а ожирение, напротив, способствует развитию атеросклероза. Но одно дело — общее состояние организма, и совсем другое — молекулярные процессы в нервных клетках.
Ценность работы американских биологов — не только в том, что ученые показали различное воздействие на память диеты и генетических отличий. Попутно исследователи проследили и за рядом показателей, отображающих активность нервных клеток после обучения, которые напрямую связаны с закреплением информации в памяти. И тем самым было показано, что ключевую роль во влиянии диеты на мозг играют именно внутриклеточные процессы.
|
