ДИЕТА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ КЛЕТЧАТКИ УМЕНЬШАЕТ ВЫРАЖЕННОСТЬ КОГНИТИВНОЙ И СОЦИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ У ДЕТЕЙ, МАТЕРИ КОТОРЫХ СТРАДАЛИ ОЖИРЕНИЕМ, ЧЕРЕЗ ОСЬ КИШЕЧНИК — ГОЛОВНОЙ МОЗГ

ЧТО МЫ УЖЕ ЗНАЕМ?

Ожирение все чаще встречается у женщин детородного возраста, что приводит к более высокому риску развития сахарного диабета, гипертонии и поведенческих нарушений у детей. По данным широкомасштабных исследований, у таких детей повышен риск возникновения когнитивных нарушений и расстройств аутистического спектра. Эти нарушения были воспроизведены у мышей, беременные самки которых получали диету с высоким содержанием жиров (ДВЖ). Такая пища и ожирение сильно влияют на микробиоту кишечника. Есть данные о существовании связи между микробиотой кишечника и функционированием головного мозга. Диета с высоким содержанием клетчатки способствует усилению выработки короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), которые могут быть теми метаболитами, которые связывают оба органа в одну ось.

ЧТО ГЛАВНОЕ В ЭТОМ ИССЛЕДОВАНИИ?

В исследовании участвовали 778 детей в возрасте 7–14 лет. У 79 из них матери страдали ожирением или избыточным весом. Дети этих матерей имели отклонения в когнитивной или социальной сфере (р < 0,05), более выраженные у мальчиков по сравнению с девочками.

Детеныши мышей, родившиеся от самок, получавших ДВЖ в течение 12 недель, имели нарушения памяти и социальных взаимодействий по сравнению с теми, которые родились от самок, получавших контрольную диету (КД) (p < 0,01). Результаты кормления самок четырьмя видами пищи (КД, ДВЖ, ДВЖК [диета с высоким содержанием жиров и клетчатки] и ДВК [диета с высоким содержанием клетчатки]) в течение 12 недель показали, что ДВЖК и ДВК снижали выраженность нарушений памяти и социального взаимодействия у потомства (p < 0,01). Это ассоциировалось с повышением плотности постсинаптических контактов в гиппокампе у потомства самок, получавших ДВЖК, по сравнению с потомством самок, получавших ДВК (p < 0,05), и различиями в экспрессии генов в микроглии гиппокампа и префронтальной коры.

Этот эффект диеты с высоким содержанием клетчатки связан с модификацией состава микробиоты кишечника, что было показано с помощью секвенирования 16S. Результаты анализа ОТЕ (операционных таксономических единиц) показали увеличение содержания 21 бактериального таксона в группе ДВЖК по сравнению с ДВЖ, 9 из которых принадлежали к семейству S24-7(рисунок 1). Преобладание 5 ОТЕ положительно к о р р е л и р о в а л о с к о г н и т и в н ы м и и социальными поведенческими нарушениями (p < 0,05). Диета с высоким содержанием к л е т ч а т к и в о с с т а н а в л и в а л а у р о в н и пропионата и ацетата в фекалиях потомства, но не влияла на содержание бутирата (p < 0,01).

Результаты эксперимента с трансплантацией фекальной микробиоты (ТФМ) показали, что эффект диеты с высоким содержанием клетчатки передавался через микробиоту материнского кишечника. Во-первых, ТФМ от самок из группы ДВЖ изменяла когнитивные и социальные характеристики потомства, что корректировалось диетой с высоким содержанием клетчатки. Во- вторых, перекрестное воспитание потомства самками из групп ДВЖТФМ и ДВЖКТФМ индуцировало поведенческие изменения у потомства самок из группы ДВЖКТФМ, выращенного самками из группы ДВЖТФМ, и улучшение поведения у потомства самок из группы ДВЖТФМ, выращенного матерями из группы ДВЖКТФМ (рисунок 2). Последние эффекты можно объяснить переносом микробиоты от самок к детенышам путем копрофагии.

Добавление клетчатки в рацион потомства самок из группы ДВЖ корректировало поведенческие и социальные нарушения. У д е т е н ы ш е й с а м о к и з г р у п п ы Д В Ж , получавших рацион с высоким содержанием клетчатки (ДВЖ-ВК), также отмечалось преобладание S24-7. В фекалиях детенышей матерей из группы ДВЖ, получавших с т а н д а р т н ы й р а ц и о н , б ы л о б о л ь ш е Bacteroides и меньше — Ruminococcus, тогда как для детенышей матерей из группы ДВК, получавших рацион с высоким содержанием клетчатки, было верно обратное (рисунок 3). Это также ассоциировалось с различиями в когнитивном и социальном поведении. Как и в случае матерей, добавление волокон в корм потомства приводило к повышению уровня КЦЖК. Добавление ацетата и пропионата в питьевую воду улучшало когнитивные и социальные способности, а т а к ж е м о р ф о л о г и ю г и п п о к а м п а и префронтальной коры.

ЧТО ЭТО ЗНАЧИТ НА ПРАКТИКЕ?

Коррекция рациона питания матерей с ожирением или их детей с помощью добавок пищевых волокон или коррекция дисбиоза микробиоты открывает новые перспективы для улучшения когнитивных и социальных возможностей у детей.