Как сахар спасает ваш мозг: откровения учёных из Стэнфорда

Старение может преподнести немало сюрпризов, но мало кто подозревает, что часть проблем может быть связана с сахаром.

Исследователи выяснили, что с возрастом защитное покрытие мозга, состоящее из сахаров, теряет часть своей массы и что эта потеря сахара может ослабить защиту мозга.

Нобелевский лауреат Кэролин Бертоцци из Стэнфордского университета заинтересовалась этой сладкой защитой и выяснила, может ли её восполнение укрепить защитный барьер мозга. Этот барьер, называемый гематоэнцефалическим барьером, предназначен для пропуска необходимых питательных веществ и блокирования вредных веществ.

Эта сахарная оболочка, известная как гликокаликс, покрывает клетки, образующие гематоэнцефалический барьер. Недавнее исследование на мышах показало, что гликокаликс со временем истончается, оставляя промежутки, через которые могут проникать нежелательные молекулы.

"Мы впервые выходим за пределы лаборатории и пытаемся разобраться в том, что нас окружает", — сказала Кэролин Бертоцци, имея в виду, что молекулам сахара уделяется гораздо меньше внимания, чем белкам, которые изучаются чаще.

Проблема в том, что даже небольшие повреждения могут привести к распространению воспалительных молекул и других вредных факторов по мозгу. В долгосрочной перспективе такое проникновение потенциально может снизить память и другие когнитивные способности.

Ученые поняли, что повторное введение ключевых компонентов сахара помогло восстановить утраченную защиту. Эти добавки с сахаром, по-видимому, восстанавливали барьер и замедляли продолжающееся воспаление.

"Модуляция гликанов оказывает значительное влияние на мозг — как негативное при старении, когда эти сахара теряются, так и позитивное, когда они восстанавливаются", — объяснила ведущий исследователь София Ши из Стэнфордского университета.

Увеличение количества определённых сахаров поддерживало целостность барьера у пожилых мышей. Это позволяло меньшему количеству вредных молекул проникать в мозг и указывало на улучшение его функций.

Исследователи обнаружили, что устранение этого сахарного дефицита в гликокаликсе помогло животным лучше восстановить память.

"Эта работа закладывает основу для нового направления исследований того, как стареющий мозг теряет свою устойчивость", — сказал Тони Висс-Корей из Стэнфордского университета.

Тесты на обучаемость и запоминание показали, что мыши с восстановленным слоем сахара в мозге лучше справлялись с некоторыми задачами на память.

Небольшие успехи могут иметь большое значение в борьбе с ухудшением когнитивных функций. Ученые давно ищут новые способы помочь людям справиться с забывчивостью, которая приходит с возрастом.

Тот факт, что некоторые виды сахара могут укреплять такой важный барьер в мозге, открывает новые возможности для исследований. Многие существующие методы лечения направлены на то, чтобы остановить накопление вредных белков, поэтому подход, основанный на использовании сахара, является другим направлением.

Гематоэнцефалический барьер представляет собой проблему для всех, кто занимается разработкой лекарств. Этот барьер действует как привратник, но ослабленный барьер также вызывает опасения, поскольку может привести к более серьёзным проблемам.

Более толстый слой сахара может улучшить работу барьера, обеспечивая безопасность мозга и при этом пропуская жизненно важные вещества.

Это открытие может повлиять на то, как исследователи разрабатывают методы лечения, особенно при нейровоспалении и таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера. Если ослабление защитного слоя сахара является фактором, влияющим на прогрессирование заболевания, то его корректировка может помочь поддерживать мозг в лучшем состоянии.

Бертоцци, Ши и их коллеги планируют выяснить, какие типы сахаров оказывают наибольшее влияние. Они также хотят понять, как эти сахара взаимодействуют с другими защитными молекулами. Исследователи предполагают, что для сохранения или восстановления гликокаликса может быть несколько целей.

Пока никто точно не знает, как это может работать у людей, но многие возрастные уязвимости связаны с одним и тем же принципом нестабильности барьеров, пишет earth.

Более глубокое понимание биологии сахара может привести к созданию новых методов лечения, которые более эффективно преодолевают гематоэнцефалический барьер, не вызывая вредных утечек.

Уточнения

Барьер — физическое препятствие на пути.