В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports, ученые из Бостонской детской больницы (Children’s Hospital Boston) обнаружили, что голодание влияет на нейроны в головном мозге. Ученые надеются, что результаты их исследования помогут разработать новые методы, которые позволят избежать необходимости в голодании или ограничительных диетах.
Новизна исследования
Известно, что ограничение калорий связано с уменьшением приступов эпилепсии.
«Это исследование — первый шаг к пониманию того, как работает диетическая терапия эпилепсии. Механизмы до сих пор были совершенно неизвестны», — объясняет автор исследования Кристофер Юскайтис (Christopher Yuskaitis).
Материалы и методы исследования
Чтобы связать точки между диетой и судорогами, исследователи начали с анализа существующих научных работ. Ученые знали, что хорошо известный клеточный путь mTOR участвует во многих неврологических расстройствах, и ранее показали, что чрезмерная активация этого пути в нейронах увеличивает восприимчивость к судорогам. Исследования показали, что активность mTOR ингибируется острым голоданием. Также известно, что передача сигналов белком под названием DEPDC5 действует как тормоз на пути mTOR. Это было интригующе, поскольку недавно у многих людей с эпилепсией были обнаружены мутации в гене DEPDC5. Мутации DEPDC5 связаны с фокальной эпилепсией, инфантильными спазмами и синдромом внезапной детской смерти.
«Когда мы использовали модель на животных, которая отключает DEPDC5 именно в головном мозге, мы обнаружили, что можем уменьшить приступы с помощью ингибитора mTOR», — объясняет Кристофер Юскайтис. «Это навело нас на мысль исследовать связь между DEPDC5, mTOR и голоданием».
Связь между голоданием и уменьшением приступов эпилепсии
Результаты исследования показывают, что передача сигналов mTOR в мозге мышей была снижена после голодания. Дополнительные исследования культивируемых крысиных нейронов в чашке Петри показывают, что этот эффект голодания в первую очередь обусловлен отсутствием 3 аминокислот — лейцина, аргинина и глутамина.
Ученые продемонстрировали, что присутствие этих питательных веществ ощущается белком DEPDC5. После нокаутирования DEPDC5 в головном мозге, активность mTOR не снижалась, и голодание больше не защищало мышей от судорог.
Ученые планируют исследовать диеты на животных моделях, которые устраняют определенные аминокислоты, и наблюдать за их влиянием на судороги. В настоящее время никто не знает, почему эта диета с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров работает. Результаты помогут определить дополнительные диетические методы лечения, отличные от кетогенной диеты, которую иногда трудно соблюдать в течение длительного времени из-за побочных эффектов.
«Используя эти редкие генетические нарушения, мы начинаем получать фундаментальное представление о роли питательных веществ в функционировании мозга и лечении эпилепсии», — заключает Кристофер Юскайтис.
Авторы другого исследования утверждают, что эпилепсия повышает риск смертности от неестественных причин.