Dieta s vysokým obsahem tuku zhoršuje tvorbu paměti pomocí autofagie dysfunkce

Moderní životní styl a dietní změny významně zvýšily spotřebu potravin s vysokým obsahem tuků a přispívaly k prudkému nárůstu prevalence obezity, cukrovky a metabolických poruch. Kromě toho je dieta s vysokým obsahem tuku (HFD) spojena s kognitivními poruchami a neurodegenerací a bylo prokázáno, že zhoršuje patologii Alzheimerovy choroby-progresivní neurodegenerativní modely myších podmínek. Základní mechanismy však zůstávají do značné míry nepolapitelné.

Autofagie, klíčový proces buněčné recyklace, pomáhá udržovat zdraví neuronů. Nedávné studie ukázaly, že zhoršená autofagie přispívá k neurodegeneraci a kognitivnímu poklesu. Je však autofagie spojena s kognitivními deficity vyvolanými HFD?

Abychom tuto otázku vyřešili, vědci z Chiba University v Japonsku zkoumali účinky HFD na autofagii a tvorbu paměti pomocí Drosophilapokorná ovocná muška jako modelový systém. Studie hlodavců se zaměřily hlavně na konkrétní oblasti mozku a ponechaly širší dopad HFD na nervový systém neprozkoumaný. K překlenutí této mezery použili vědci Drosophila, Vzhledem k snadné genetické manipulaci, krátké životnosti, konzervované metabolické a nervové dráhy s savci a dobře ověřené hodnocení paměti.

Docentka Ayako Tonoki a její tým, včetně doktorských studentů Tong Yue, Minrui Jiang, a Kotomi Onuki z Graduate School of Medical and Pharmaceutical Sciences, spolu s profesorem Motoyuki Itoh z Graduate School of Pharmaceutical Sciences, CHIBA University v Japonsku v Japonsku zveřejnili jejich nálezy v svazu 21, Volul v čl. Genetika PLOS 18. srpna 2025. „Naše zjištění naznačují, že kognitivní pokles vyvolaný stravou není nevratný a může být zlepšen zásahy do životního stylu, které podporují autofagii, jako je cvičení nebo přerušované půst. Tento výzkum může zvýšit povědomí veřejnosti o kognitivních rizicích HFD a poskytovat nové insight do potenciálních preventivních strategií proti metabolickým a neurodegenerativním poruchám,“ Vysvětluje Dr. Tonoki.

Vědci udržovali mouchy při normální stravě nebo HFD po dobu sedmi dnů a zkoumali jejich lipid-triacylglycerol (značka) a cirkulující hladiny glukózy. Zejména mouchy s HFD-krmením měly výrazně vyšší hladiny TAG a glukózy, jakož i vyšší akumulaci střevního lipidů, což naznačuje, že HFD změnil metabolismus glukózy a lipidů.

Dále vědci zkoumali účinky HFD na tvorbu paměti kondicionováním mušek na různé pachy a posouzení jejich krátkodobého (3 minuty po expozici), střední (3 hodiny po expozici) a dlouhodobé (24 hodin po expozici) paměti (STM, ITM a LTM). Specifické zkumavky s zápachem byly spárovány s elektrickým šokovým aparátem pro behaviorální výztuž. Zejména mouchy krmené HFD vykazovaly zhoršené ITM a LTM, zatímco STM zůstala ovlivněna.

Pro objasnění úlohy autofagie v poškození paměti vyvolané HFD, vědci kvantifikovali hladiny proteinů souvisejících s autofagií. Zjistili, že hladiny proteinu P Současně byl poměr ATG8A-II/I, marker tvorby autofagosomu (recyklačních vezikul), výrazně nižší, což ukazuje na autofagickou dysfunkci. Dále dočasné potlačení autofagie proteinu ATG1 v dospělých neuronech selektivně snížilo ITM, aniž by to ovlivnilo STM, což odpovídá účinkům pozorovaným při krmení HFD, což naznačuje, že dočasné snížení neuronální autofagické aktivity během dospělosti je dostatečné, aby způsobilo pokles paměti. Naopak, zvyšování autofagie nadměrnou exprimováním ATG1, potlačením inhibitoru autofagie rubicon nebo léčbou autofagií induktorem rapamycinem zlepšilo deficity paměti u HFD krmených mouchy. Tato zjištění naznačují, že deficity paměti vyvolané HFD mohou být zvráceny zvýšením autofagické aktivity.

Abychom lépe porozuměli tomu, jak HFD narušuje autofagii, vědci zkoumali konečnou fázi autofagie-fúzi autofagosomů a lysosomů do autolysosomů, kde je buněčný obsah degradován a recyklován. Zejména mouchy krmené HFD vykazovaly hojné autofagosomy a lysozomy, ale žádná změna v číslech autolysosomů, což naznačuje, že poškození indukované HFD v autofagii bylo pravděpodobně způsobeno defektní fúzí autofagosomů a lysosomů. Je zajímavé, že analýza genové exprese odhalila, že geny související s signalizací lysozomů byly významně downregulovány u HFD krmených mouchy. Nakonec inhibice lysozomální funkce výrazně snížila ITM.

Celkově tato zjištění poskytují nové poznatky o tom, jak HFD vyvolává deficity paměti prostřednictvím autofagického a lysozomálního poškození. Řešení kognitivních rizik spojených s HFD může pomoci při včasné prevenci neurodegenerativních onemocnění.

Dr. Tonoki uzavírá slovy: “Tento výzkum zvyšuje naše chápání toho, jak stravovací návyky ovlivňují zdraví mozku. Naše zjištění mohou také urychlit identifikaci intervencí zvyšujících autofagii-včetně specifických živin a terapeutických činidel k boji proti kognitivnímu poklesu vyvolaného stravou a zachování poznání ve stárnoucí populaci. ““