Ожирение отбило у мышей любопытство
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — граница между кровеносной и центральной нервной системами. ГЭБ не абсолютно непроницаем: преодолевая его, клетки крови снабжают мозг кислородом, питательными веществами и всем необходимым. Барьер не позволяет попадать в нервную ткань тому, чему не нужно, например инфекции, токсинам и «боевым» веществам, которые использует иммунная система.
Предыдущие исследования уже показывали, что ожирение и диабет как-то связаны с нарушением работы ГЭБ. При этом известно, что при некоторых патологиях нервной системы, в которых ГЭБ также нарушается, в этом виноват клеточный рецептор аденозина Adora2a. Его хроническая активация приводит к появлению прорех между эндотелиальными клетками, которые выстилают сосуды изнутри. Клетки эндотелия — одна из частей ГЭБ.
Ученые провели эксперимент на мышах, которых посадили на диету, богатую жирами. Такая диета приводит к ожирению и появлению симптомов диабета — высокому содержанию инсулина и сахара в крови. После 16 недель на такой диете ученые ввели в организм мышей красители — натриевую соль флуоресцеина и синего Эванса. Оказалось, что и соль, и синий Эванса оказались в мозге, чего в норме быть не должно.
Авторы исследования изучили кровеносные сосуды мышей в мозге. Они увидели, что ослабла связность между клетками эндотелия, деградировали перициты (клетки которые поддерживают рост и тонус сосудов), а астроциты, клетки мозга, которые также формируют ГЭБ, изменили свою форму.
Отдельной группе мышей, сидящей на жирной диете, вводили препарат, который подавляет деятельность рецептора Adora2a. Через 16 недель оказалось, что их ГЭБ был в порядке.
После этого ученые создали трансгенных мышей, у которых копии гена рецептора Adora2a можно было отключить доксициклином, и провели с ними эксперимент. Трансгенных мышей на диете с высоким содержанием жиров сравнили с тремя другими группами: с еще одной группой трансгенных мышей на нормальной диете, с нетрансгенной группой, которая питалась нормально, и с нетрансгенной группой, которая сидела на диете с высоким содержанием жиров. Через 12 недель группам трансгенных мышей выключили ген рецептора, а через 16 все четыре группы проверили в тестах на распознавание нового объекта и на поиск пути к видимой платформе в воде.
Первый тест заключался в том, что мышей выпускали на арену, где находилось два объекта: один из них был уже знаком мышам, потому что они с ним встречались, а другой нет. В норме в этом тесте мыши проводят у незнакомого объекта больше времени, утоляя свое любопытство. Экспериментальные нетрансгенные мыши с ожирением реагировали на подобный стимул индифферентно, проводя у каждого из объектов примерно одинаковое количество времени. Остальные три группы вели себя нормально, уделяя больше внимания новому объекту. По мнению ученых, это было вызвано тем, что нетрансгенные мыши с ожирением попросту забывали о встрече со «старым» предметом.
В другом тесте мышь опускали в бассейн с водой, покинуть который она могла, найдя в бассейне платформу и просидев на ней некоторое время (ее доставал экспериментатор). Это тоже когнитивный тест, на память: мышей сначала приучают к мысли о том, что они могут выбраться из бассейна, забравшись на платформу, а потом изменяют цвет воды, поднимают ее уровень и меняют местоположение платформы и локацию входа для мыши с каждой итерацией.
С этим испытанием и трансгенные мыши, и нетрансгенные мыши справились в равной степени успешно.
Третий тест — также на память — был тестом на обживание Y-образного лабиринта, который также позволяет измерить любопытство и память. В нем мыши с ожирением, как трансгенные так и нет, намного меньше внимания проявляли к неизведанным углам лабиринта, но как только рецепторы к Adora2a у трансгенных грызунов отключили, они исправились.
Разницу в результатах тестов исследователи объясняют тем, что водный тест, пройденный всеми испытуемыми наравне, показывает способности к пространственному мышлению, а в тесте с узнаванием объектов, как и в Y-тесте, главную роль играет гиппокамп. Отсюда ученые сделали вывод, что эффекты ожирения сказываются адресно именно на этой части мозга.
Авторы исследования считают, что результаты исследования могут помочь в защите кровеносных сосудов мозга от воздействия ожирения и диабета. Кроме того, врачам стоит учитывать, что лекарства, которые не должны проникать через ГЭБ у здоровых людей, могут сделать это у тех, кто страдает от избыточного веса или диабета.