Употребление пищи с высоким содержанием жиров и раннее воздействие хлорпирифоса могут по-разному изменять память в зависимости от генетики и пола. К такому выводу пришли исследователи в работе, опубликованной в журнале Neurotoxicology.
В центре исследования были мыши с человеческими вариантами гена APOE3 и APOE4, а также контрольная группа с обычными мышиными генами. Ученые изучали, как сочетание пола, генотипа, высокожировой диеты и раннего контакта с пестицидом влияет на обучение и долговременную память во взрослом возрасте.
Часть мышей в возрасте от 10 до 15 дней после рождения получала низкие дозы хлорпирифоса перорально. Доза была недостаточной для системной токсичности или немедленного отравления и должна была имитировать слабое бытовое воздействие химического вещества. Затем животных выращивали в стандартных условиях до трехмесячного возраста, после чего половину перевели на рацион, в котором более 60% составляли жиры, а остальные продолжили получать обычный корм.
Через восемь недель на этих диетах мыши на высокожировом рационе ожидаемо набрали больше веса, чем животные на стандартном корме. Самцы в целом прибавляли в массе больше самок. Наиболее выраженный набор веса наблюдался у мышей с геном APOE3.
Как изменились обучение и память
Для оценки когнитивных функций исследователи использовали водный лабиринт Морриса. Все группы мышей в итоге научились находить скрытую платформу, однако скорость обучения различалась.
Раннее воздействие хлорпирифоса сократило время поиска платформы у самцов с APOE3 и самок с APOE4, то есть эти группы временно показывали лучшие результаты, чем животные без воздействия пестицида. В то же время у самок с APOE3 воздействие хлорпирифоса, наоборот, замедляло обучение.
При проверке сохранения пространственной памяти самцы в целом показывали хорошие результаты, но у самцов с APOE4, получавших высокожировую диету, выявили ухудшение долговременной памяти. Хотя они нормально осваивали задачу, спустя два месяца такого питания им было сложнее вспомнить местоположение платформы.
У самок результаты оказались более неоднородными. Самки с APOE4 на стандартном корме не смогли запомнить, где находилась скрытая платформа. При этом отдельно либо высокожировая диета, либо раннее воздействие пестицида улучшали их память по сравнению с контрольной группой.
Однако сочетание обоих факторов — высокожировой диеты и раннего воздействия хлорпирифоса — у самок приводило к ухудшению памяти. Исследователи отмечают, что у самцов такой комбинированной уязвимости не наблюдалось.
Дополнительные наблюдения
В задаче на когнитивную гибкость, когда платформу переносили в другую часть бассейна и делали видимой, все группы справились с заданием. Тем не менее мышам с APOE4 требовалось больше времени на адаптацию к новому положению платформы, а плавали они медленнее остальных генетических групп.
Что известно о хлорпирифосе и гене APOE
Хлорпирифос — распространенный органофосфатный инсектицид, применяемый в сельском хозяйстве. Он блокирует фермент, отвечающий за удаление ацетилхолина, нейромедиатора, важного для обучения, памяти и двигательной активности. Из-за этого ацетилхолин накапливается и может вызывать чрезмерную стимуляцию нервной системы. В Евросоюзе хлорпирифос запрещен, но во многих других странах он по-прежнему используется.
Ген APOE считается одним из наиболее изученных факторов риска возрастного ухудшения памяти у человека. Вариант APOE3 наиболее распространен и обычно считается стандартным, тогда как APOE4 связывают с повышенным риском нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера. Этот ген участвует в транспорте холестерина и других жиров в крови и центральной нервной системе.
Ограничения исследования
Авторы отмечают, что не оценивали отдельно тревожное поведение животных в лабиринте, которое может внешне напоминать проблемы с памятью. Кроме того, в работе не измерялись гормональные показатели, включая уровень эстрогена у самок, хотя такие факторы потенциально могут влиять на результаты.
Полученные данные показывают, что влияние питания и химических воздействий на память может существенно зависеть от биологического пола и генетического профиля. Исследование также указывает на необходимость более персонализированного подхода к стратегиям защиты когнитивных функций.
