Высокожировая диета у мышей влияет на социальное поведение на протяжении нескольких поколений
#половой диморфизм #нейроповеденческие расстройства #кишечный микробиом #дисбактериоз #высокожировая диета
Рацион питания матери может оказывать влияние на здоровье не только ее ближайшего потомства, но и следующего поколения, говорится в исследовании, проведенном на мышах.
По сравнению с контрольной группой, потомство мышей, которых кормили пищей с высоким содержанием жиров, имело измененный микробиом кишечника и дефицит социальных взаимодействий. В свою очередь, у их потомства тоже наблюдалась социальная дисфункция, а также небольшие отклонения в составе микробиома. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell Reports 11 октября.
"Настоящее исследование дополняет растущее число доказательств того, что ... питание матери с высоким содержанием жира или западный стиль питания во время беременности и кормления грудью изменяет микробиом потомства как в раннем, так и в позднем детстве", - комментирует Кьерсти Аагаард, эксперт в области медицины матери и плода в Медицинском колледже Бэйлора, которая не принимала участия в данном исследовании. Примечательно, добавляет она, что "этот измененный микробиом и связанное с ним аномальное нейроповедение проявляется не только в первом поколении потомков, но и во втором - даже если только "бабушку" кормили высокожировой диетой".
Ранее было показано, что высокожировая диета изменяет микробиом кишечника мышей и их ближайшего потомства. В исследовании 2016 года некоторые из авторов данной статьи показали, что у детенышей мышей мужского пола, родившихся от матерей, которых кормили диетой с высоким содержанием жиров, наблюдался дисбактериоз: примерно на треть меньше видов бактерий по сравнению с контрольной группой. По словам Шелли Баффингтон, нейробиолога из Техасского медицинского университета и соавтора нынешнего исследования и исследования 2016 года, у детенышей мужского пола также наблюдалась пониженная общительность и отсутствие предпочтения социальной новизны - черты, сходные с одним из основных фенотипов аутизма. "Я подумала, что мы упустили возможность, потому что мы никогда не следили за самками", - говорит Баффингтон. "У млекопитающих существует вертикальная передача микробиоты кишечника от матери к ребенку, поэтому если [стойкий дисбиоз] был у самцов, то, конечно, мы увидим его и у самок".
Действительно, когда ученые, участвовавшие в данном исследовании, проанализировали микробиом кишечника самок, родившихся от мышей, которых кормили пищей с высоким содержанием жиров в течение шести недель до зачатия, во время беременности и в период лактации, они обнаружили эффект, сходный с тем, который они обнаружили у самцов: из микробиома кишечника первого, или F1, поколения потомства исчезло около трети видов бактерий. "Даже если эти самки F1 теперь сидят на обычной диете, если у них дисбиотический микробиом кишечника, может ли это повлиять на поколение F2?" - задалась вопросом Баффингтон. Чтобы найти ответ, исследователи кормили мышей F1 нормальной диетой и измеряли, возникли ли какие-либо социальные отклонения у их потомства.
Как и детеныши F1, потомство F2 не получало рацион с высоким содержанием жиров. Тем не менее, как у самцов, так и у самок мышей F2 наблюдались отклонения в социальном поведении по сравнению с детенышами, чьи бабушки питались нормальной пищей. Самки мышей F2 показали статистически значимое отличие от контрольных мышей только по одному из трех поведенческих тестов, разработанных для оценки различных аспектов социальных функций. В отличие от них, самцы F1 и F2 продемонстрировали сильные недостатки во всех трех тестах.
Затем исследователи попробовали кормить мышей F2 бактерией Limosilactobacillus reuteri, которая, как было показано ранее, защищает от социального дефицита потомство матерей, питавшихся диетой с высоким содержанием жиров. Кормление L. reuteri после отъема от матери исправляло социальное поведение у обоих полов. У самцов социальное поведение было восстановлено до уровня, наблюдаемого у мышей, чьи бабушки питались обычной пищей.
Самки F2 больше не демонстрировали дефицита в одном поведенческом тесте, по которому у них были низкие оценки. "В двух других тестах самки показали еще более высокие результаты, они были более склонны к социальному поведению, чем те, которые питались обычной пищей", - рассказывает Баффингтон, которая является автором патента, связанного с использованием L. reuteri для лечения расстройств, характеризующихся социальной дисфункцией.
Полученные результаты подчеркивают важность изучения обоих полов, добавляет она. "Мы не ожидали [эффекта у самок], потому что многие работы по аутизму проводились почти исключительно на мышах-самцах... . . Я думаю, что мы упускаем много возможных интересных открытий, сосредоточившись только на самцах". Баффингтон рассказала, что в настоящее время ее лаборатория разрабатывает новые подходы к анализу социального поведения самок мышей.
Хотя у детенышей F2 наблюдался социальный дефицит, их микробиом был нарушен незначительно, обнаружили исследователи: хотя в их кишечнике было выявлено такое же количество таксонов бактерий, как и в кишечнике мышей, чьи бабушки питались нормально, видовой состав несколько отличался. Баффингтон предполагает, что именно измененный микробиом кишечника поколения F1, а не поколения F2, может быть виновником "неблагоприятного социального поведения" у молодых животных, добавляя, что микробиом F1 мог повлиять на нейроразвитие плода. Мыши F3, рожденные от этих матерей F2, не проявляли никаких социальных недостатков, показало исследование. Полученные результаты "согласуются с вертикальной передачей микроорганизмов по материнской линии, в результате чего социальное дисфункциональное поведение передается от одного поколения к другому и далее", - отмечает Аагаард.
Однако Элдин Яшаревич, эксперт по материнской микробиоте в Университете Питтсбурга, который не принимал участия в работе, отмечает, что "следует с некоторой осторожностью интерпретировать полученные результаты как доказательство того, что материнская микробиота является необходимой и достаточной для развития этих фенотипов у взрослых". Одна из проблем в установлении причинно-следственной связи между материнской диетой, микробиотой и фенотипом потомства заключается в том, что эти экологические пертурбации оказывают разрушительное воздействие как на мать, так и на развивающийся плод".
Яшаревич добавляет, что пренатальная среда формируется под воздействием условий окружающей среды на протяжении всей жизни, так же как и колонизация новорожденных при рождении. "Таким образом, разделение вклада высокожировой диеты в пренатальное развитие, влияния [вертикальной] передачи микробных сообществ, сформированных высокожировой диетой, и их взаимодействия является довольно сложным и технически трудным". По словам Аагаарда, такой вопрос можно решить, отменив высокожировую диету примерно в момент имплантации беременности или зачатия с помощью или без вмешательства для изменения микробиома, например, пробиотика, и посмотреть, устранит ли это последствия для нескольких поколений, наблюдаемые в данном исследовании.
В качестве следующего шага, говорит Баффингтон, команда изучит, будет ли дача пробиотиков самкам поколения F1 защищать детенышей F2 от развития социального дефицита. Что касается того, насколько эти результаты применимы к людям, Баффингтон говорит, что "мы только начинаем понимать, как это относительно недавнее изменение в структуре питания [людей] [в сторону продуктов с высоким содержанием жира, сахара и переработанной пищи] влияет на здоровье и риск заболеваний, не говоря уже о его влиянии на разные поколения". По ее словам, поскольку новое исследование показывает потенциальное влияние несбалансированной материнской диеты на поколения, она "рада продолжить это направление исследований".
