Попереднє дослідження впливу західної дієти на обсяг гіпокампа у дітей

Джилл Штадтерман

1 Лабораторія регулювання дитячих емоцій, кафедра психології, Університет Фордхем, Бронкс, Нью-Йорк, США

Кірстін Белтофф

1 Лабораторія регулювання дитячих емоцій, кафедра психології, Університет Фордема, Бронкс, Нью-Йорк, США

Ін Хань

1 Лабораторія регулювання дитячих емоцій, кафедра психології, Університет Фордема, Бронкс, Нью-Йорк, США

Аманда Д. Кадеш

1 Лабораторія регулювання дитячих емоцій, кафедра психології, Університет Фордема, Бронкс, Нью-Йорк, США

Юлія Йончева

2 Відділ дитячої та підліткової психіатрії, Дитяча лікарня Хассенфельда при Нью-Йоркському університеті Langone Health, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США

Емі Крейн Рой

1 Лабораторія регулювання дитячих емоцій, кафедра психології, Університет Фордема, Бронкс, Нью-Йорк, США

Пов’язані дані

Набори даних, створені для цього дослідження, доступні за запитом до відповідного автора.

Анотація

Вступ: Протягом 20 століття спостерігалося різке збільшення споживання насичених жирів та рафінованого цукру. Ця так звана “західна дієта” (WD) була в значній мірі пов’язана з біологічними змінами та пов’язаними з ними функціональними дефіцитами в гіпокампі тварин. Однак ефекти ВД на людський гіпокамп менш добре охарактеризовані. Це попереднє дослідження мало на меті розширити попередні роботи на тваринах, дослідивши вплив ВЗ на обсяг гіпокампа у дітей.

Методи: Двадцять одне здорове діти (віком 5–9 років) пройшли структурну Т1-зважену магнітно-резонансну томографію. Розраховано двосторонні обсяги гіпокампа (як регіони, що представляють інтерес) та двосторонні обсяги мигдалини (як медіальні області контролю скроневої частки, що представляють інтерес). Змінні WD були отримані з заповненої батьками анкети щодо частоти харчування молоді/підлітків. Зокрема, змінні обчислювались як відсоток добових калорій, споживаних із цукром, жирами або їх комбінацією (WD).

Результати: Хоча взаємозв'язок між загальним споживанням ВД та двосторонніми обсягами гіпокампа не був значним, збільшення споживання жиру було суттєво пов'язане зі зменшенням обсягу лівого гіпокампа. Споживання цукру не було пов'язане з розміром гіпокампа. Обсяги контрольної області не були пов'язані з будь-якими змінними дієти.

Обговорення: Це дослідження є першим, хто безпосередньо пов’язує дієту - зокрема споживання жиру - із зменшенням об’єму лівого гіпокампа у дітей. Це продовжує попередню роботу, яка показує менший об’єм лівого гіпокампа, пов’язаний із ожирінням, у дитячих зразках. Незважаючи на попередні результати, результати є важливим кроком до розуміння впливу дієти на розвиток мозку дитини.

Вступ

Хоча на багато структур мозку та функції може впливати ВЗ, великі дослідження на тваринах вказують конкретно на його вплив на гіпокамп. Відповідаючи за кодування та реконсолідацію фаз довготривалої пам’яті, а також просторової пам’яті, гіпокамп, як видається, особливо сприйнятливий до нейротоксичних пошкоджень, і це можливо тому, що це одна з трьох областей мозку, де нейрогенез продовжує відбуватися протягом тривалість життя (8). Робота на тваринах, насамперед у дорослих гризунів, продемонструвала, що дієти з високим вмістом жиру та цукру одночасно збільшують нейродегенерацію (9) та зменшують нейрогенез гіпокампа (10, 11). Наприклад, щури, яких годували ВД протягом 2 років, демонстрували суттєво знижений нейротропний фактор, отриманий з мозку гіпокампа (BDNF), білок, що підтримує ріст нейронів, порівняно з щурами, які отримували контрольну дієту (12). Хоча цей результат був помітний через значну кількість часу на дієті з високим вмістом жиру, інші роботи показали значно знижений білок 2, пов'язаний з мікротрубочками гіпокампа (MAP-2), білок, який відповідає за стабілізацію дендритів під час росту нейронів, лише через 8 тижнів дієта з високим вмістом жиру (13, 14). Зниження як BDNF, так і MAP-2 також корелювало з дефіцитом пам'яті, залежним від гіпокампа.

Було також показано, що споживання ВЗ збільшує проникність гематоенцефалічного бар’єру гіпокампа (ВГВ). Одне дослідження показало, що у щурів, яких годували WD протягом 3 місяців, значно знизилася експресія мРНК у білках з щільним з'єднанням в гіпокампі, що є показником підвищеної проникності ВВВ в гіпокампах, порівняно з щурами, які харчувалися контрольною дієтою (15). Щури в стані WD також мали порушення завдань пам'яті, що не залежать від просторового гіпокампа. Додаткова робота виявила подібні результати у дорослих щурів, які харчувалися дієтою з високим вмістом жиру та високим вмістом холестерину (16), а також у щурів із ожирінням (17, 18). Встановлено, що підвищений ІМТ у людей передбачає збільшення проникності ВВВ через 24 роки спостереження (19). Загалом, хоча є суттєві докази впливу дієти на об’єм гіпокампа на моделях тварин, важливо зазначити, що індивідуальні відмінності можуть впливати на цю асоціацію. Наприклад, Trevino et al. (9) спостерігали, що лише гризуни чоловічої статі, а не самки гризунів, зменшили нейрогенез гіпокампа після вживання дієти з високим вмістом жиру та цукру. Крім того, дані свідчать про те, що індуковане дієтою збільшення проникності гіпокампальної ВВВ може бути присутнім лише у щурів, у яких ожиріння розвивалося внаслідок вживання ВЗ, а не у їх аналогів із нормальною вагою (17, 18).