Kaip nėščiosios mityba veikia vaisiaus nervų sistemos vystymąsi?

Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro Neurobiologijos ir biofizikos katedros mokslininkės dr. Urtės Neniškytės doktorantė Gintarė Urbonaitė kartu su Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto doktorante gydytoja Guoda Laurinavičiūte ir Edinburgo universiteto doktorante Agne Knyzeliene aiškinasi, kokią įtaką palikuonių nervų sistemos vystymuisi turi netinkama motinos mityba.

Pasak G. Urbonaitės, daug riebalų turinti besilaukiančios moters dieta ir šios dietos sukeltas sisteminis uždegimas bei žarnyno mikrobiotos pasikeitimas gali turėti įtakos jos palikuonių neurovystymuisi ir būti susiję su tokiomis ligomis kaip autizmo spektro sindromas, šizofrenija, depresija, dėmesio trūkumo ir hiperaktyvumo sindromas (ADHD), glaukoma ir kitomis.

Vertinami ir labai ankstyvi neurovystymosi pokyčiai

Siekiant nustatyti motinos riebaus maisto dietos poveikį jos palikuonių smegenų vystymuisi, buvo atlikti įvairiapusiški ikiklinikiniai tyrimai. Tam mokslininkės pasitelkė ne tik didelės skyros smegenų audinių vaizdinimo bei visų smegenų skenavimo metodus, bet ir ultragarsinių vokalizacijų analizės sistemą.

„Ultragarsinių vokalizacijų metodu galima įvertinti labai ankstyvus neurovystymosi pokyčius, kurie ateityje gali lemti emocijų ir socialumo sutrikimus. Ultragarsinės vokalizacijos – tai žmogui negirdimi graužikų skleidžiami garsai. Manoma, kad pakitęs kūdikių verksmo pobūdis gali būti siejamas su smegenų vystymosi sutrikimais. Naudodami šį metodą pastebėjome, kad motinos riebi mityba turėjo didesnę įtaką vyriškos lyties pelių palikuoniams. Šie peliukai skleidė mažiau vokalizacijų“, − pasakoja G. Urbonaitė.

Itin smulkiems ir sunkiai pastebimiems smegenų pokyčiams tirti reikalinga specifinė įranga, kuria mokslininkės gali pasinaudoti Edinburgo universitete.

„Mūsų vykdomas tyrimas apie motinos riebios mitybos poveikį palikuonių neurovystymuisi apima tiek gamtos mokslų, tiek transliacinės medicinos sritį, todėl jame dalyvauja gydytoja oftalmologė Guoda Laurinavičiūtė, kuri prisideda prie akių tinklainių tyrimo. Edinburgo universiteto mokslininkė Agnė Knyzelienė yra atsakinga už smegenų skenavimą ir uždegimo procesų įvertinimą, o aš tiriu elgseną ir žarnyno mikrobiotą bei jos pokyčių įtaką palikuonių neurovystymuisi“, − tyrėjų komandą pristato G. Urbonaitė.

Motinos mityba skirtingų lyčių palikuonius veikia nevienodai

Kaip pasakoja G. Urbonaitė, pradėjus ikiklinikinius pelių patelių tyrimus joms buvo taikoma riebalų gausi dieta ir po to įvertintas jų metabolinis statusas. Tirta, ar įvyko svorio pakitimų, ar išsivystė gliukozės ir insulino tolerancija. Paskui pelės buvo suporuotos ir tolesni tyrimai atliekami jau su pelių palikuoniais, kuriems buvo taikoma įprasta dieta.

Dalis surinktų smegenų audinių buvo tiriami imunohistocheminiais metodais, vertinamas jų neurouždegimas ir ląstelių morfologija. Kita dalis smegenų audinių buvo paruošti magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) skenavimui ir išsiųsti į Edinburgo universitetą, kur juos toliau tyrė šio universiteto mokslininkė A. Knyzelienė.

„Šio tyrimo metu Edinburge buvo sukurtas ir optimizuotas pelių MRT smegenų skenavimo protokolas. Gauti vaizdai leis pamatyti subtilius smegenų dalių dydžio pokyčius, įvertinti, kaip tam tikros smegenų dalys yra susijusios, ar nėra prarasti ryšiai tarp atskirų smegenų dalių“, − pasakoja G. Urbonaitė.

Pirmieji skenuotų smegenų vaizdai atskleidė smegenų regionų dydžio skirtumus tarp lyčių. Šiuo metu tęsiama analizė ir nekantriai laukiama rezultatų. Mokslininkės sieks nustatyti, ar motinos riebi mityba gali lemti palikuonių smegenų dydžio ar jų ryšių pokyčius ir kaip skiriasi galimi pakitimai tarp skirtingų lyčių.

„Prieš tai atlikti elgsenos testai parodė aiškius nuo lyties priklausomus skirtumus, pavyzdžiui, motinai pritaikius daug riebalų turinčią dietą buvo nustatytas padidėjęs tik vyriškos lyties palikuonių judrumas, kurį galima įvardyti kaip hiperaktyvumą. Tirdami pateles priešingai – pastebėjome sumažėjusį aktyvumą ir kartotinį elgesį, kuris gali būti siejamas su depresinių požymių turinčiu elgesiu. Labai įdomu, kaip šie elgsenos skirtumai gali būti susiję su smegenų pokyčiais“, − teigia G. Urbonaitė.

Smegenų tyrimuose naudojama ir akių tinklainė

Ankstesni moksliniai tyrimai rodė pokyčius pelių, kurioms buvo taikoma riebalų gausi dieta, akyse, bet nėra žinoma, ar tai gali turėti poveikį palikuoniams ir jų tinklainei. Būtent tai dabar atliekamo tyrimo metu bando išsiaiškinti Vilniaus universiteto doktorantė oftalmologė G. Laurinavičiūtė.

„Yra žinoma, kad graužikų, kuriems buvo taikoma daug riebalų turinti dieta, akių tinklainėje padidėja uždegimas, atsiranda fotoreceptorių pažeidimų, lipidų sankaupų ir kitų pakitimų, kurie gali būti siejami su akių ligomis, pavyzdžiui, glaukoma“, – teigia G. Urbonaitė.

Mokslininkės siekia įgyti naujų žinių ir įžvalgų, kad ateityje akių tinklainės tyrimus būtų galima panaudoti kaip neinvazinį būdą smegenims tirti. Akys yra centrinės nervų sistemos dalis ir pasižymi panašiomis kaip ir smegenų struktūromis. Be to, tinklainės vaizdinimas jau dabar gali būti atliekamas neinvaziniais metodais, tokiais kaip optinė koherentinė tomografija (OCT).

„Jeigu rasime pokyčių pelių akių audiniuose ir juos pavyks susieti su smegenų pokyčiais, tai leis daryti prielaidą, kad smegenis galima tirti naudojant akių tinklainę.

Kaip žinome, žmonių smegenų tyrimus atlikti labai sunku, nes negalime paimti smegenų audinių, tad tai prisidėtų prie nemenko proveržio smegenų tyrimuose“, − pasakoja G. Urbonaitė.

Mitybos pokyčiai lemia procesus smegenyse

G. Urbonaitė kartu su studentais atliko žarnyno mikrobiotos tyrimus − išskyrė bakterijų genetinę medžiagą ir atliko ribosomų 16S RNR sekoskaitą. Yra žinoma, kad žarnyne gyvenančios bakterijos sąveikauja su smegenimis per autonominę nervų sistemą (pavyzdžiui, nervą klajoklį), imuninę sistemą, bakterinius metabolitus ar neuroaktyvias molekules. Vienas iš veiksnių, galinčių keisti žarnyno mikrobiotą, yra dieta.

„Jeigu dėl riebaus maisto dietos pasikeičia besilaukiančios motinos mikrobiota, tai gali turėti įtakos ir palikuonių neurovystymuisi ar net būti siejama su tokiomis ligomis kaip autizmo spektro sindromas, šizofrenija, depresija, dėmesio trūkumo ir hiperaktyvumo sindromas (ADHD) ir kitomis“, − pasakoja tyrėja.

Mokslininkės nustatė, kad dėl motinos riebaus maisto dietos pasikeičia palikuonių žarnyno mikrobiota, o tai gali skatinti uždegiminės aplinkos susidarymą.

„Bakterijos sintetina medžiagas, tokias kaip trumposios riebalų rūgštys (angl. short-chain fatty acids, SCFA), kurių sumažėjimas prenatalinio vystymosi metu gali būti siejamas su neurovystymosi sutrikimais. Be to, tokia dieta didina žarnų sienelių ir placentos laidumą, todėl tiek motinos kūne, tiek vaisiuje gali padaugėti uždegiminių citokinų ar endotoksinų lipopolisasharidų (LPS), lemiančių uždegiminę aplinką vystymosi metu“, − teigia G. Urbonaitė.

Vienas riebaus maisto vartojimo padarinių – hiperaktyvumas

Palikuoniai gali ir tiesiogiai paveldėti pakitusią žarnyno mikrobiotą, kuri dažniausiai pasižymi bakterijų įvairovės sumažėjimu ir jų kiekio disbalansu. Pasak mokslininkės, sumažėjusias palikuonių naudingąsias bakterijas galima atkurti dietą praturtinant tiek probiotinėmis bakterijomis, tiek prebiotikais, tokiais kaip skaidulinės medžiagos, kurios sukuria aplinką, tinkamą gerosioms bakterijoms daugintis žarnyne.

„Anksčiau atlikti moksliniai tyrimai su pelėmis parodė, kad vienas iš motinos riebios mitybos padarinių palikuoniams – padidėjęs jų hiperaktyvumas. Tad nustačius žarnyno mikrobiotos pokyčius būtų galima pelėms skirti probiotikus ar prebiotikus ir tirti, ar keičiasi jų elgsena“, − pasakoja G. Urbonaitė.

Žmonės, taip pat ir reprodukcinio amžiaus moterys, kasmet vartoja vis daugiau riebaus maisto, todėl tikimasi, kad šio tyrimo rezultatai suteiks daugiau žinių apie tai, kaip motinos riebi mityba gali sutrikdyti palikuonių nervų sistemos vystymąsi.

„Mes siekiame sujungti įvairių sričių ir kompetencijų mokslininkų žinias ir pritaikyti naujausius tyrimų metodus tam, kad galėtume visapusiškai įvertinti motinos mitybos įtaką jos palikuoniams. Tikimės, kad šio tyrimo rezultatai prisidės prie naujų smegenų tyrimų ir bus naudingi kuriant naujus gydymo metodus, kuriuos bus galima taikyti tiek nėštumo metu, tiek jau gimusiems vaikams“, − sako G. Urbonaitė.

Straipsnyje panaudotos Gyvybės mokslų centro mokslininkių archyvo nuotraukos.