Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z UCLA ujawnia, że fruktoza może uszkadzać geny w mózgu, co prowadzi do chorób takich jak cukrzyca, choroby układu krążenia, choroba Alzheimera i zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi.
Szereg chorób — od cukrzycy po choroby układu krążenia i od choroby Alzheimera po zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi — jest powiązanych ze zmianami w genach w mózgu. Nowe badania przeprowadzone przez UCLA life wykazały, że setki tych genów może zostać uszkodzonych przez fruktozę, cukier, który jest powszechny w zachodniej diecie, w sposób, który może prowadzić do tych chorób.
Jednak naukowcy odkryli również dobrą wiadomość:kwas tłuszczowy omega-3, znany jako kwas dokozaheksaenowy lub DHA, wydaje się odwracać szkodliwe zmiany wytwarzane przez fruktozę.
„DHA zmienia nie tylko jeden czy dwa geny; wydaje się, że cały wzorzec genów wraca do normy, co jest niezwykłe” – powiedziała Xia Yang, starszy autor badania i adiunkt biologii integracyjnej i fizjologii na UCLA. „I widzimy, dlaczego ma tak potężny efekt”.
DHA występuje naturalnie w błonach naszych komórek mózgowych, ale nie w wystarczająco dużej ilości, aby pomóc w walce z chorobami.
„Mózg i ciało mają niedobór maszynerii do wytwarzania DHA; musi przejść przez naszą dietę” – powiedział Fernando Gomez-Pinilla, profesor neurochirurgii z UCLA oraz biologii integracyjnej i fizjologii, współautor artykułu.
DHA wzmacnia synapsy w mózgu oraz poprawia uczenie się i pamięć. Jest obfity w dzikiego łososia (ale nie hodowlanego) oraz, w mniejszym stopniu, w inne ryby i olej rybny, a także orzechy włoskie, siemię lniane oraz owoce i warzywa, powiedział Gomez-Pinilla, który również jest członkiem Centrum Badań nad Urazami Mózgu UCLA.
Amerykanie uzyskują większość fruktozy w żywności, która jest słodzona syropem kukurydzianym o wysokiej zawartości fruktozy, niedrogim płynnym słodzikiem wytwarzanym ze skrobi kukurydzianej oraz ze słodzonych napojów, syropów, miodu i deserów. Departament Rolnictwa szacuje, że w 2014 roku Amerykanie spożyli średnio około 27 funtów syropu kukurydzianego o wysokiej zawartości fruktozy. Fruktoza znajduje się również w większości pokarmów dla niemowląt oraz w owocach, chociaż błonnik w owocach znacznie spowalnia wchłanianie cukru przez organizm — a owoce zawierają inne zdrowe składniki, które chronią mózg i ciało, powiedział Yang.
Aby przetestować działanie fruktozy i DHA, naukowcy wyszkolili szczury do ucieczki z labiryntu, a następnie losowo podzielili je na trzy grupy. Przez następne sześć tygodni jedna grupa szczurów piła wodę z ilością fruktozy, która byłaby mniej więcej równoważna osobie pijącej litr sody dziennie. Druga grupa otrzymała wodę z fruktozą i dietę bogatą w DHA. Trzeci otrzymał wodę bez fruktozy i bez DHA.
Po sześciu tygodniach szczury ponownie przeszły przez labirynt. Zwierzęta, którym podawano tylko fruktozę, poruszały się po labiryncie mniej więcej o połowę szybciej niż szczury, które piły tylko wodę – co wskazuje, że dieta fruktozowa osłabiła ich pamięć. Jednak szczury, którym podawano fruktozę i DHA, wykazały bardzo podobne wyniki do tych, które piły tylko wodę – co silnie sugeruje, że DHA wyeliminował szkodliwe działanie fruktozy.
Inne testy na szczurach ujawniły większe różnice:szczury otrzymujące dietę wysokofruktozową miały znacznie wyższy poziom glukozy we krwi, trójglicerydów i insuliny niż pozostałe dwie grupy. Wyniki te są znaczące, ponieważ u ludzi podwyższony poziom glukozy, trójglicerydów i insuliny wiąże się z otyłością, cukrzycą i wieloma innymi chorobami.
Zespół badawczy zsekwencjonował ponad 20 000 genów w mózgach szczurów i zidentyfikował ponad 700 genów w podwzgórzu (główny ośrodek kontroli metabolicznej mózgu) i ponad 200 genów w hipokampie (który pomaga regulować uczenie się i pamięć), które zostały zmienione przez fruktozę. Zidentyfikowane przez nich zmienione geny, z których zdecydowana większość jest porównywalna z genami ludzkimi, należą do tych, które oddziałują w celu regulacji metabolizmu, komunikacji komórkowej i stanu zapalnego. Wśród stanów, które mogą być spowodowane zmianami w tych genach, są choroba Parkinsona, depresja, choroba afektywna dwubiegunowa i inne choroby mózgu, powiedział Yang, który jest również członkiem Instytutu Biologii Ilościowych i Komputerowych UCLA.
Spośród 900 zidentyfikowanych genów naukowcy odkryli, że w szczególności dwa, zwane Bgn i Fmod, wydają się być jednymi z pierwszych genów w mózgu, na które wpływa fruktoza. Kiedy te geny zostaną zmienione, mogą wywołać efekt kaskadowy, który ostatecznie zmieni setki innych, powiedział Yang.
Może to oznaczać, że Bgn i Fmod byłyby potencjalnymi celami dla nowych leków do leczenia chorób wywoływanych przez zmienione geny w mózgu, dodała.
Badanie ujawniło również nowe szczegóły dotyczące mechanizmu, który fruktoza wykorzystuje do zakłócania genów. Naukowcy odkryli, że fruktoza usuwa lub dodaje grupę biochemiczną do cytozyny, jednego z czterech nukleotydów tworzących DNA. (Pozostałe to adenina, tymina i guanina.) Ten rodzaj modyfikacji odgrywa kluczową rolę w włączaniu lub wyłączaniu genów.
Wyniki badań opublikowano online w EBioMedicine, czasopiśmie wydawanym wspólnie przez Cell i The Lancet. Jest to pierwsze badanie genomiczne wszystkich genów, ścieżek i sieci genów dotkniętych spożyciem fruktozy w obszarach mózgu, które kontrolują metabolizm i funkcje mózgu.
Wcześniejsze badania prowadzone przez Gomeza-Pinillę wykazały, że fruktoza zaburza komunikację między komórkami mózgowymi i zwiększa ilość toksycznych cząsteczek w mózgu; oraz że długotrwała dieta wysokofruktozowa zmniejsza zdolność mózgu do uczenia się i zapamiętywania informacji.
„Jedzenie jest jak związek farmaceutyczny, który wpływa na mózg” – powiedział Gomez-Pinilla. Zaleca unikanie słodkich napojów bezalkoholowych, ograniczenie deserów i ogólnie spożywanie mniejszej ilości cukru i tłuszczów nasyconych.
Chociaż DHA wydaje się być całkiem korzystne, Yang powiedział, że nie jest to magiczna kula do leczenia chorób. Potrzebne będą dodatkowe badania, aby określić zakres jego zdolności do odwracania uszkodzeń ludzkich genów.
Głównym autorem artykułu jest Qingying Meng, doktor habilitowany w laboratorium Yanga. Inni współautorzy to Zhe Ying, pracownik naukowy w laboratorium Gomez-Pinilla oraz koledzy z UCLA, National Institutes of Health i Icahn School of Medicine w Mount Sinai w Nowym Jorku.
Badania Yanga są wspierane przez National Institutes of Health (grant R01DK104363), podobnie jak Gomez-Pinilla (R01DK104363 i R01NS050465).
Publikacja :Qingying Meng i in., „Systemy Nutrigenomics ujawniają sieci genów mózgu łączące zaburzenia metaboliczne i mózgowe”, EBioMedicine, 2016;
doi:10.1016/j.ebiom.2016.04.008
