Ни для кого не секрет, что большое количество сахара – вредно для кардиометаболического здоровья. От запуска инсулинорезистентности до увеличения риска сердечного приступа и инсульта, диета с высоким содержанием сахара может иметь серьезные последствия. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, добавляет еще одно последствие, связанное с сахаром: быстрые метаболические сдвиги.
По данным группы исследователей из Мичиганского университета, у плодовых мушек, получавших диету с высоким содержанием сахара, в мозге истощались важные метаболиты, которые модулируют функции мозга. Эти результаты предполагают, что понимание таких метаболических сдвигов является первым шагом к осознанию потенциального влияния на мозг и на риск заболеваний мозга, связанных с диетой и питанием, включая нейродегенерацию и депрессию.
Сахар истощает мозг
Чтобы понять влияние употребления большого количества сахара на мозг и тело плодовых мух, команда сравнила группу голодных мух с группой накормленных мух. Команда не стала кормить другую группу мух обедом, но на следующий день накормила их завтраком с высоким содержанием сахара и глюкозным желе.
Затем исследователи заморозили обе группы мух в отдельных трубках, чтобы остановить их метаболические процессы и подготовиться к сбору метаболитов. Чтобы помочь им уточнить список метаболитов, исследователь Алла Карновски создала инструмент под названием FlyScape.
По словам Карновски, FlyScape также может помочь команде найти закономерности в метаболических данных. Инструмент также помогает им понять биологические процессы, происходящие как следствие этих закономерностей и меняющихся условий.
Используя этот инструмент, команда определила 20 метаболитов, на которые повлияло потребление сахара. В частности, команда обнаружила снижение количества метаболитов N-ацетил аспартата (NAA) и кинуренина. Оба метаболита являются индикаторами оптимального здоровья мозга.
Например, недостаточное количество кинуренина связано с более высоким риском депрессии. До этого исследования считалось, что истощение кинуренина является следствием хронического стресса и травм.
С другой стороны, недавние исследования показали, что количество NAA, второго по распространенности метаболита человеческого мозга, снижается у людей с нарушениями мозга и неврологическими состояниями, включая депрессию, шизофрению, деменцию и инсульт.
Также выяснилось, что голодание увеличивает количество NAA в мозге плодовых мушек, тем самым подтверждая, что уровни этого метаболита повышались и падали в зависимости от потребления сахара. Изменение количества этих метаболитов также заставляет плодовых мушек есть больше.
Главный автор исследования Моника Дус отмечает, что диета с высоким содержанием сахара привела к метаболическому ремоделированию – концепции, которая изучалась как в исследованиях стволовых клеток, так и в исследованиях рака. Также было обнаружено, что метаболическое ремоделирование влияет на прогрессирование заболевания.
Более того, их испытания не продемонстрировали постепенного метаболического сдвига, добавляет Дас, объясняя, что к седьмому дню кормления мух диетой с высоким содержанием сахара у них был совершенно другой метаболический профиль.
Все эти результаты показывают, что необходимы дополнительные исследования, чтобы понять метаболические сдвиги, которые происходят из-за потребления сахара. Это может пролить свет на влияние сахара на мозг и его влияние на риск заболеваний мозга, связанных с диетой.
Всплески дофамина из-за употребления сахара
Было обнаружено, что сахар не только вызывает быстрые метаболические сдвиги, но и влияет на область мозга, которая контролирует удовольствие и зависимость.
Недавние исследования на свиньях показали, что потребление сахара влияет на гиппокамп, так называемый центр удовольствия мозга. В частности, потребление сахара вызвало резкий скачок уровня дофамина. Дофамин – это гормон и нейромедиатор, участвующий в получении удовольствия и мотивации.
Используя методы визуализации, группа ученых из Орхусского университета в Дании обнаружила, что сахар изменяет множество областей мозга, включая полосатое тело, прилежащее ядро, таламус, миндалину, поясную извилину и префронтальную кору.
Всего 12 дней ежедневного приема сахара также вызвали значительные изменения в центре удовольствия мозга, подобные тем, которые вызываются наркотиками, такими как кокаин. То есть сахар действует как «мозговая трещина» — он нужен наркоманам для подавления сигналов стресса.
Взятые вместе, недавние исследования и продолжающиеся исследования показывают, что регулярное потребление сахара или диета с высоким содержанием сахара может повлиять не только на кардиометаболические маркеры здоровья; это также может иметь серьезные последствия для здоровья мозга.
