Молекула сахара в грудном молоке способствует формированию нейронных связей у грудных младенцев

Новое исследование, проведенное учеными Центра изучения питания человека при старении имени Джина Майера при Университете Тафтса, свидетельствует о том, что микроэлемент, содержащийся в грудном молоке, оказывает значительную пользу на развивающийся мозг новорожденных, что еще больше проясняет связь между питанием и здоровьем мозга и может помочь улучшить детские смеси, используемые в условиях, когда грудное вскармливание невозможно.

Исследование, опубликованное 11 июля в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), также открывает путь к изучению того, какую роль этот микроэлемент может играть в развитии мозга с возрастом.

Исследователи обнаружили, что этот микроэлемент, представляющий собой молекулу сахара, называемую мио-инозитолом, наиболее часто встречается в грудном молоке человека в первые месяцы лактации, когда в мозге младенца быстро формируются нейронные связи, называемые синапсами. Исследователи провели профилирование и сравнение образцов человеческого молока, собранных в Мехико, Шанхае и Цинциннати в рамках исследования Global Exploration of Human Milk, в котором принимали участие здоровые матери одноплодных детей.

Дальнейшие испытания на моделях грызунов и нейронах человека показали, что мио-инозитол увеличивает как размер, так и количество синаптических связей между нейронами в развивающемся мозге, что свидетельствует о более прочных связях.

Формирование и совершенствование связей в мозге с самого рождения происходит под влиянием генетических и экологических факторов, а также опыта человека, — отмечает Томас Бидерер, старший научный сотрудник группы нейронаук и старения в HNRCA, старший автор исследования и преподаватель Йельской школы медицины, где он возглавляет исследовательскую группу на кафедре неврологии.

Диета — одна из тех сил окружающей среды, которые открывают широкие возможности для изучения. В раннем детском возрасте мозг может быть особенно чувствителен к диетическим факторам, поскольку гематоэнцефалический барьер более проницаем, и малые молекулы, поступающие с пищей, легче попадают из крови в мозг.

Меня, как нейробиолога, интригует, насколько глубокое влияние оказывают микроэлементы на мозг, — говорит Бидерер.

Удивительно также, насколько сложным и богатым является грудное молоко, и теперь я думаю, что можно предположить, что его состав динамически меняется, поддерживая различные стадии развития мозга младенца.

Схожие уровни мио-инозитола у женщин, проживающих в разных географических регионах, указывают на его общую важную роль в развитии мозга человека, отмечает он.

Исследования других ученых показали, что уровень инозитола в мозге младенцев снижается по мере их развития. У взрослых пациентов с тяжелыми депрессивными расстройствами и биполярным расстройством уровень инозитола в мозге был ниже нормы. Генетические изменения в мио-инозитоловых транспортерах были связаны с шизофренией. Напротив, у людей с синдромом Дауна и пациентов с болезнью Альцгеймера и синдромом Дауна выявлено более высокое, чем в норме, накопление мио-инозитола.

Проведенные исследования показывают, что в условиях, когда грудное вскармливание невозможно, может быть полезно увеличить содержание мио-инозитола в детских смесях, — говорит Бидерер.

Однако, по словам Бидерера, пока рано рекомендовать взрослым потреблять больше мио-инозитола, который в значительных количествах содержится в некоторых зерновых, бобовых, отрубях, цитрусовых и канталупе (но не содержится в больших количествах в коровьем молоке). «Мы не знаем, почему уровень инозитола ниже у взрослых с определенными психическими заболеваниями и выше у тех, кто страдает другими заболеваниями», — говорит он.

Остается множество исследовательских вопросов: Является ли пониженный уровень инозитола у людей с депрессией или биполярным расстройством причиной этих заболеваний или побочным эффектом препаратов, применяемых для их лечения? Является ли повышенный по сравнению с нормой уровень инозитола у людей с синдромом Дауна и болезнью Альцгеймера свидетельством того, что избыток мио-инозитола вреден? Какой «правильный» уровень мио-инозитола должен быть в мозге человека для оптимального здоровья мозга на разных этапах жизни?

Мы с коллегами из HNRCA сейчас продолжаем исследования, чтобы проверить, как такие микроэлементы, как мио-инозитол, могут влиять на клетки и связи в стареющем мозге, — заключает Бидерер. «Мы надеемся, что эта работа приведет к лучшему пониманию того, как диетические факторы взаимодействуют с возрастными отклонениями в мозге».

29.07.2023