High-Fat Diät signalisiert Immunsystem, um Gehirnzellen zu verschlingen

High-Fat Diät signalisiert Immunsystem, um Gehirnzellen zu verschlingen

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Anonim

Eine bestimmte Art von Immunzellen, die darauf spezialisiert ist, das Gehirn sauber und voll funktionsfähig zu halten, verwandelt sich in eine langsame, faule Zelle, die Gehirnzellen verschlingt, anstatt ihre Abfallprodukte zu reinigen, wenn eine fettreiche Diät konsumiert wird. Wenn Gehirnzellen zerstört werden und Abfallprodukte aufgebaut werden, sinkt die psychische Gesundheit.

Dr. Alexis M. Stranahan beschreibt den Vorgang folgendermaßen: "Anstatt Müll zu entsorgen, nehmen sie Ihren Briefkasten, Ihre Haustür, Ihre Spüle und all das Zeug, das Sie brauchen, und tun nicht ihre Aufgabe, den Müll loszuwerden "Stranahan, ein Neurowissenschaftler an der Abteilung für Neurowissenschaften und regenerative Medizin am Georgia Regents University College in Augusta, führte eine Studie an Mäusen durch, die mit einer gesunden Ernährung und andere mit einer fettreichen Diät gefüttert wurden, um zu sehen, wie zu viel Fett in der Ernährung und am Körper beeinflusst die Funktion des Gehirns.

Fettarme und fettreiche / Fast-Food-Diäten

Beide Diäten enthalten die gleiche Anzahl an Kalorien, Proteinen und Makronährstoffen (Vitamine, Mineralstoffe und andere Nährstoffe, die in sehr geringer Menge benötigt werden). Der einzige Unterschied zwischen den beiden Diäten war der Fettgehalt.

Beide Diäten waren Mausäquivalente zu einer gesunden menschlichen Diät (10% Fett) und die typischere amerikanische fettreiche menschliche Diät für jemanden, der regelmäßig Fastfood (60% Fett) zu sich nimmt.

Um Unterschiede in der Gehirnaktivität zwischen den beiden Gruppen von Mäusen zu messen, verwendete Stranahans Forscherteam mehrere Messungen:

  • Individuelle Nahrungsaufnahme.
  • Gewicht.
  • Insulin und Glukosespiegel im Blutkreislauf.
  • Größe des Hippocampus.
  • Level der synaptischen Marker.

Der Hippocampus ist eine wichtige Gehirnstruktur, die auf Lernen, Kurz- und Langzeitgedächtnis und räumliche Navigation spezialisiert ist. Es ist eine der ersten Regionen des Gehirns, die durch die Alzheimer-Krankheit geschädigt wird, aber Schäden verursachen auch Amnesie, Enzephalitis, Epilepsie und Sauerstoffmangel.

Nervenzellen im Gehirn und anderswo sind Ende an Ende in einer Reihe ausgerichtet. An jedem Ende befinden sich Synapsen, winzige Strukturen, die chemische und elektrische Impulse von einer Nervenzelle zur nächsten leiten. Wenn jemand zum Beispiel barfuß auf einen scharfen Felsen tritt, wandert das Gefühl der Erfahrung vom Fuß zum Gehirn, wo Schmerz registriert wird. Der Schmerz ist das Ergebnis von sensorischen Impulsen, die das Nervensystem durchlaufen, während die Synapsen das Signal Zelle für Zelle passieren.

Cytokines, Microglia und Pac-Man

Eine Möglichkeit zur Messung der Entzündung im Körper ist das Vorhandensein von Zytokinen, einem Protein, das entsteht, wenn eine Entzündung vorliegt.

Die Immunzellen, die darauf spezialisiert sind, das Gehirn sauber und funktionsfähig zu halten, sind Mikroglia. Sie bewegen sich durch das Gehirn und verschlingen Trümmer und toxische Elemente auf die gleiche Art und Weise, wie sich Pac-Man durch den Spielbildschirm bewegt und gelbe Punkte verschlingt.

Abfallprodukte im Hirngewebe erzeugen eine Entzündung. Die Entzündung aktiviert die Mikroglia und erzeugt Zytokine, die nach Stranahan dazu führen, dass die Mikroglia "aktiviert und wütend" werden.

Fett-, Adipositas- und Mikroglia-Aktivität

Stranahans Forscherteam maß alle Mäuse in beiden Gruppen vier, acht und zwölf Wochen nach Beginn ihrer spezialisierten Ernährung. Sie fanden das an:

  • Woche Nr. 4 gab es zwischen den beiden Gruppen keine oder nur geringe Unterschiede.
  • Woche # 8, die Mäuse auf der Fast-Food-Diät waren dicker als die andere Gruppe, aber es gab keinen signifikanten Unterschied in den anderen Faktoren.
  • Woche 12 waren die Fast-Food-essenden Mäuse adipös geworden, ihre Zytokinspiegel zeigten eine Entzündung an und die Marker für die Mikroglia-Aktivität, die Synapsenfunktion und die Anzahl hatten sich verändert, was zu Beeinträchtigungen und Schäden führte.

Als die Mäuse übergewichtig wurden, hatten ihre Mikroglia aufgehört zu arbeiten. Überschüssige Materie baute sich auf und löste eine Entzündung aus, die von den Mikroglia ignoriert wurde. Anstatt sich durch das Gehirn zu bewegen, um das Abfallmaterial zu finden und zu verschlingen, blieben die Mikroglia nahe den Enden der Nervenzellen, verzehrten die Synapsenstrukturen und beeinträchtigten die Gehirnfunktion, da Synapsen zerstört wurden.

Gesunde Ernährung kehrt Schaden um

Nach Woche 12 wurde die Ernährung für die Hälfte der Mäuse in der Fast-Food-Gruppe geändert. Sie erhielten stattdessen die gesunde Ernährung.

Nach ungefähr zwei Monaten auf der gesunden Diät waren die einmal fettleibigen Mäuse zu gesundem Gewicht zurückgekehrt und normale Mikrogliaaktivität wurde wieder aufgenommen. Stachelige Strukturen an den Synapsen, die notwendig sind, um Signale von einer Nervenzelle zur nächsten zu senden und zu empfangen, waren verwelkt, während diese Mäuse die fettreiche Diät konsumierten, aber die gesunde Ernährung das erneute Wachstum neuer voll funktionsfähiger Strukturen anregte die fettreiche Diät könnte mit der richtigen Ernährung umgekehrt werden.

Dauerhafte Auswirkungen der Fast-Food-Diät

Diese Mäuse, die einmal mit einer Fast-Food-Diät gefüttert wurden, hatten ein Fettpolster, das größer war als das der Mäuse, die sich immer gesund ernährten. Dieses größere Fettpolster erleichterte es den Mäusen, nach Abschluss der Studie an Gewicht zuzunehmen, und sie gewannen mit zunehmendem Alter allmählich zusätzliches Gewicht.

Unterdessen nahmen die Mäuse, die auf der fettreichen Fast-Food-Diät blieben, weiter an Gewicht zu, produzierten mehr Entzündungen und verloren im Laufe der Zeit mehr Synapsen.

Während der frühen Gehirnentwicklung schneiden die Mikroglia kontinuierlich Teile der Synapsen ab, die nicht richtig funktionieren. "Das ist eine Möglichkeit, wie sich das sich entwickelnde Gehirn selbst verfeinert. Es erlaubt Ihnen, nur die Synapsen, die Sie brauchen, oder die Synapsen, die Sie verwenden, zu behalten. Fett verändert dramatisch ihre Dynamik", sagte Stranahan. Sie bezog sich auf den Effekt der Fettleibigkeit auf Mikroglia als extremen Overkill .

Quellen:

Hao, S, A Dey, X Yu und A M. Stranahan. "Diätetische Fettleibigkeit induziert reversibel synaptisches Stripping durch Mikroglia und beeinträchtigt die Plastizität des Hippocampus." PubMed . Gehirn, Verhalten und Immunität, 31. August 2015. US National Library of Medicine / Nationale Gesundheitsinstitute . Netz. 21. Dez. 2015.

"Eine fettreiche Ernährung veranlasst die Immunzellen dazu, Verbindungen zwischen Neuronen zu essen." EurekAlert! Medical College of Georgia an der Georgia Regents University, 23. November 2015. Amerikanische Vereinigung zur Förderung der Wissenschaft (AAAS) . Netz. 21. Dez. 2015.