Исследователи из Медицинской школы Университета Вашингтона в Сент-Луисе выяснили, какие изменения происходят в нервных клетках под воздействием кетогенной диеты, которая уже многие десятилетия применяется для снижения частоты эпилептических приступов у некоторых пациентов. Результаты работы опубликованы в журнале Cell Reports.
Читайте: Россиянам готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
Кетодиета предполагает высокий уровень потребления жиров и практически полное исключение углеводов. Такой режим питания особенно часто назначают детям с формами эпилепсии, которые плохо поддаются стандартной медикаментозной терапии. При строгом соблюдении диеты частота приступов может снижаться примерно на 50%, однако механизм этого эффекта до настоящего времени оставался недостаточно изученным.
Группа ученых под руководством доцента кафедры клеточной биологии и физиологии Газале Ашрафи провела серию экспериментов на мышах. Исследователи установили, что кетогенная диета вызывает изменения в работе нервных клеток и влияет на передачу сигналов между ними. По данным авторов, сила возбуждающих сигналов снижается, что может способствовать подавлению избыточной активности нейронных сетей, связанной с возникновением эпилептических приступов.
Когда организм испытывает дефицит углеводов, печень начинает вырабатывать кетоновые тела. Нейроны, обычно использующие глюкозу в качестве основного источника энергии, переходят на новый тип питания. Чтобы выяснить, какие процессы запускаются после такого перехода, ученые изучили активность генов в гиппокампе — области мозга, которую считают одной из ключевых в формировании судорожной активности.
В исследовании приняли участие также доцент генетики и биохимии Габор Эгервари и профессор клеточной биологии и физиологии Виталий Клячко. Анализ показал сотни изменений в работе генов, многие из которых были связаны с функционированием синапсов — структур, обеспечивающих передачу сигналов между нервными клетками.
Дальнейшие эксперименты показали, что у животных на кетодиете уменьшилось количество возбуждающих сигналов, тогда как влияние тормозных механизмов усилилось. В результате общая активность нейронных сетей снижалась. По мнению исследователей, именно такой эффект может лежать в основе противосудорожного действия диеты.
С помощью высокоточного микроскопического оборудования ученые также обнаружили уменьшение количества везикул — микроскопических пузырьков внутри нейронов, которые содержат нейромедиаторы для передачи возбуждающих сигналов. Авторы работы отмечают, что этот результат согласуется с выявленными ранее изменениями в активности генов.
Газале Ашрафи заявила, что полученные данные открывают возможности для создания новых методов лечения. По ее словам, понимание клеточных механизмов действия кетодиеты позволяет определить конкретные мишени для будущих терапевтических подходов, которые могли бы обеспечивать аналогичный эффект без необходимости строгого ограничения углеводов.
Исследователи подчеркивают, что работа проводилась на мышах. Кроме того, в рамках эксперимента напрямую не оценивалось изменение частоты приступов, а выводы основаны на изучении активности генов, количества везикул и особенностей передачи сигналов между нейронами. Тем не менее авторы считают, что результаты впервые позволили проследить последовательность событий — от изменения рациона до изменений в работе нервных клеток и ослабления межнейронной передачи сигналов.
Читайте также: