Сокращение калорий связали с замедлением старения мозга

Пожизненное ограничение калорий перестраивает работу глиальных клеток белого вещества

Старение мозга часто сопровождается ухудшением белого вещества — «проводящих путей», по которым передаются нервные импульсы. Этот процесс связан с потерей миелина, жировой изолирующей оболочки нервных волокон, и приводит к снижению скорости обработки информации и когнитивным нарушениям. Учёные давно ищут способы замедлить этот процесс, и новое исследование предлагает потенциальный путь через диету. Эксперимент на макаках-резусах, которые служат отличной моделью для изучения старения человека из-за схожести структуры мозга, показал, что пожизненное ограничение калорий на 30 процентов способно существенно изменить биологию ключевых клеток мозга в лучшую сторону.

Исследователи под руководством учёных из Медицинской школы Бостонского университета и Национальных институтов здоровья США проанализировали ткани мозга приматов, участвовавших в долгосрочном проекте Национального института по проблемам старения. Часть животных более двух десятилетий получала диету с пониженной на 30 процентов калорийностью, в то время как контрольная группа питалась стандартно. Используя передовой метод одноядерного секвенирования РНК, учёные смогли проанализировать активность генов в тысячах отдельных клеток мозга, сосредоточившись на передней части мозолистого тела — области, богатой белым веществом. Возраст обезьян на момент забора образцов составлял от 22 до 34 лет, что соответствует пожилому возрасту у этого вида.

Результаты выявили глубокие различия на молекулярном уровне, особенно в глиальных клетках — вспомогательных клетках мозга, которые долгое время недооценивались. Ключевую роль играют два типа: олигодендроциты, производящие миелин, и микроглия, выполняющая иммунные функции. Оказалось, что олигодендроциты у обезьян на ограниченной диете находились в значительно лучшем метаболическом состоянии. В них была повышена активность генов, отвечающих за гликолиз (процесс получения энергии) и биосинтез жирных кислот, необходимых для строительства и поддержания миелиновых оболочек. Более того, была обнаружена особая субпопуляция «синаптических» олигодендроцитов, которые у диетической группы активнее экспрессировали ген NLGN1. Этот ген кодирует белок, помогающий формировать физические связи между клетками. Последующая визуализация подтвердила, что эти клетки располагались ближе к нервным аксонам, что может означать более эффективную поддержку и «обслуживание» нейронов.

Ещё более показательными были изменения в микроглии — иммунных клетках мозга. У обезьян на стандартной диете микроглия проявляла явные признаки хронического воспаления и окислительного стресса. Исследователи обнаружили целую подгруппу этих клеток, буквально забитых обломками миелина, которые они не могли эффективно утилизировать. Такое скопление «клеток-мусоровозов», вышедших из строя, характерно для нейродегенеративных процессов.

Исследование также затронуло вопрос проникновения в мозг периферических иммунных клеток, что считается маркером возрастного разрушения гематоэнцефалического барьера. Хотя общая плотность Т-лимфоцитов не сильно различалась между группами, динамика их накопления с возрастом была разной. У контрольных животных количество Т-клеток в мозге росло более резко, в то время как у обезьян на диете этот процесс был значительно замедлен. Это указывает на то, что ограничение калорий может укреплять защитные барьеры мозга и снижать общий уровень системного воспаления, которое пагубно влияет на нейроны.

«Метаболическое перепрограммирование глиальных клеток как стратегия против старения мозга. Она показывает, что диетическое вмешательство, начатое в зрелом возрасте и продолжающееся десятилетиями, способно изменить самую внутреннюю среду мозга, сделав её более устойчивой к возрастным повреждениям», — заключают исследователи.