Любите сладкое и стараетесь по принципам здорового питания заменять «вредные» сахара на «здоровую» фруктозу? У нас для вас плохая новость. Выяснилось, что фруктоза способна нарушать работу сотен генов головного мозга. А это может вызывать достаточно широкий спектр заболеваний, от диабета до сердечно-сосудистых патологий, от дефицита внимания и гиперактивности вплоть до болезни Альцгеймера. Новое исследование, проведённое учёными Калифорнийского университета (UCLA), показало, что из-за чрезмерного потребления фруктозы повреждается генетический аппарат мозга. Тем не менее, есть здесь и свои «защитники» — омега-3 жирные кислоты (например, докозагексановая кислота, ДГА), которые способны обратить вспять все неблагоприятные процессы, вызванные воздействием фруктозы.
Исследование, опубликованное онлайн в EBioMedicine, — первое, коснувшееся столь прицельного и глубокого изучения всех генов и путей их работы, «пострадавших» от фруктозы в тех областях мозга, которые контролируют обмен веществ и его функции.
«ДГА изменяет не только один или два гена. Она может изменить весь шаблон гена, привести его в нормальное состояние. И мы можем объяснить, откуда берётся такой мощный эффект», — комментирует Ся Ян (Xia Yang), автор исследования, доцент интегративной биологии и физиологии.
ДГА образуется естественным образом в мембранах клеток мозга, но, к сожалению, не в таком большом количестве, чтобы помогать бороться с болезнями. Она укрепляет синапсы в головном мозге и улучшает память. Найти эту кислоту можно в мясе диких лососёвых рыб (выращенных не на ферме) и, чуть в меньшей степени, в других рыбах и рыбьем жире, а также в грецких орехах, семенах льна, фруктах и овощах.
В большинстве случаев американцы получают свою дозу фруктозы с продуктами питания, которые подслащены кукурузным сиропом, недорогим жидким подсластителем. Изготавливается он из кукурузного крахмала, присутствует в сладких напитках, сиропах, мёде и десертах. Министерство сельского хозяйства считает, что в 2014 г американцы потребляли в среднем около 27 фунтов кукурузного сиропа. Фруктоза встречается содержится также в детском питании и, конечно же, во фруктах. И фрукты оказываются наиболее полезным источником, потому что растительные волокна в них существенно замедляют всасывание организмом сахара и содержат другие компоненты, которые защищают мозг и тело от сладкой «интоксикации».
Сладкий яд
Для того, чтобы проверить влияние фруктозы и ДГА на мозг, исследователи обучили крыс выбираться из лабиринта, а затем случайным образом разделили их на три группы. В течение следующих шести недель одна группа крыс пила воду с большим количеством фруктозы, вторая получала воду, богатую ДГА. Третья же осталась на контроле без добавок.
По окончании шести недель эксперимента крыс снова пропустили через лабиринт. Животные, которым давали только фруктозу, перемещались по лабиринту примерно в два раза медленнее, чем те, которые пили простую воду, что говорит о нарушении их памяти. Грызуны, что потребляли фруктозу и ДГА, показали очень близкие результаты к тем, которые пили простую воду.
Другие тесты на крысах показали более существенные различия: у тех животных, которые получали высокие дозы фруктозы, превышались нормальные показатели глюкозы, триглицеридов и инсулина в крови. Эти результаты имеют большое значение, так как в организме человека эти же показатели неразрывно связаны с ожирением, диабетом и многими другими заболеваниями.
Исследовательская группа секвенировала более чем 20000 генов мозга крыс и выявила более 700 генов в гипоталамусе (основа метаболического центра управления мозгом), а также более 200 генов в гиппокампе (ответственен за обучение и память), работа которых нарушалась под воздействием фруктозы. Все видоизменённые гены идентифицировались. Подавляющее большинство из них сопоставимы с теми генами в организме человека, которые определяют обмен веществ. Возможными последствиями этого может стать развитие болезни Паркинсона, депрессии, биполярного расстройства, а также других психических и неврологических расстройств. Из 900 генов первыми «страдают» от фруктозы Bgn и Fmod. И в дальнейшем именно они могут стать потенциальными мишенями для создания новых лекарственных препаратов.
Сахарные «ножницы» для генов
Исследование также раскрыло новые подробности разрушительного действия на гены фруктозы. Учёные обнаружили, что она удаляет «свой» или встраивает дополнительный цитозин, один из четырех нуклеотидов, которые лежат в основе строения ДНК (остальные: аденин, тимин и гуанин). Этот тип модификации лежит в основе полного «включения» или «отключения» генов.
Предыдущие работы Гомеса-Пинильи (Gomez-Pinilla) показали, что фруктоза повреждает связи между клетками мозга и увеличивает содержание в нём токсичных молекул. Долгосрочное потребление фруктозы снижает способность мозга к обучению и запоминанию информации.
«Пища — целый фармакологический комплекс, который в большой степени влияет на мозг. Я рекомендую избегать сладких безалкогольных напитков, слишком сладких десертов и в целом потреблять меньше сахара и насыщенных жиров», — говорит учёный.
И хотя ДГА — полезная штука, исследователи не думают, что это волшебная палочка для лечения всех болезней. Дополнительные исследования необходимы, чтобы определить степень её способности обратить разрушение генов человека.
Systems Nutrigenomics Reveals Brain Gene Networks Linking Metabolic and Brain Disorders by Qingying Meng, Zhe Ying, Fernando Gomez-Pinilla, Xia Yang and all in EBioMedicine. Published online April 2016 doi:10.1016/j.ebiom.2016.04.008