- Исследование Нью-Йоркского университета показало, что клетки почек и нервной ткани могут формировать воспоминания так же, как клетки мозга.
- По мнению авторов исследования, их результаты могут помочь исследователям лучше понять, как лечить проблемы, влияющие на память.
- Они также предлагают свежий взгляд на то, как работает человеческая память в целом.
- Другое недавнее исследование, проведенное ETH Zurich в Швейцарии, показало, что воспоминания об ожирении, хранящиеся в клетках жировой ткани, могут быть частично ответственны за эффект снижения веса по принципу «йо-йо».
- Это исследование, проведенное на мышах с ожирением, предполагает, что эпигенетические изменения, затрагивающие ядро или центральный компонент жировой клетки, затрудняют людям с ожирением поддержание потери веса в долгосрочной перспективе.
Память является одним из наиболее важных аспектов нашего здоровья и человеческой идентичности. С помощью памяти мы создаем нашу индивидуальность, наши особые отношения с миром, в котором живем, и учимся оставаться в безопасности и делать здоровый выбор.
Исторически способность создавать, поддерживать и обновлять воспоминания была связана с человеческим мозгом.
Однако исследователи все чаще задаются вопросом, существует ли память всего тела, то есть могут ли разные части нашего тела также создавать и хранить определенный тип памяти, и если да, то как на эти другие воспоминания могут влиять и, в частности, в свою очередь, влияют на аспекты нашего здоровья.
Недавно появившиеся данные свидетельствуют о том, что человеческая память может оказаться еще более сложной задачей, чем мы до сих пор представляли.
Немозговые клетки тоже хранят воспоминания
В ноябре 2024 года группа исследователей из Центра нейронаук Нью-Йоркского университета (NYU) опубликовала статью в журнале
Разговаривая с Медицинские новости сегодняВедущий автор Николай Кукушкин, доктор философии, доцент кафедры биологических наук Нью-Йоркского университета, рассказал нам, что его «лаборатория уже много лет интересуется памятью на самом базовом уровне».
«Раньше мы изучали морских слизней, потому что они формируют очень простые воспоминания, что позволяет нам понять, как они формируются. Сейчас мы нашли еще более простую память, которая является общей не только для разных животных, но и для всех типов клеток», — объясняет Кукушкин о новом исследовании своей команды.
«Мы надеялись обнаружить (…), что обычные клетки организма обладают не просто «памятью», они обладают памятью. Это совершенно буквально. (…) (O)наше исследование показывает, что это не просто метафорическая связь — это один и тот же механизм, который сохраняет информацию в клетках мозга и в клетках почек (те же клеточные инструменты), и он следует одним и тем же правилам — а именно эффекту пространства , тот факт, что опыт, разделенный во времени, производит более сильную память, чем тот же объем опыта, собранный за один раз».
— Николай Кукушкин, доктор философии
«Эффект интервала» относится к явлению, при котором обучение или создание воспоминаний происходит более эффективно, когда информация или воздействие стимула разнесены.
В своем исследовании Кукушкин и его команда проверили формирование воспоминаний в лабораторных экспериментах на двух типах человеческих клеток, не относящихся к мозгу: клетках, собранных из нервной ткани, и клетках, собранных из ткани почек.
Они подвергали оба этих типа клеток химическим сигналам по разнесенной схеме, имитируя способ, которым клетки мозга учатся посредством воздействия такой химической информации через нейротрансмиттеры или химические посланники.
Исследователи обнаружили, что, как и клетки мозга, эти другие типы клеток реагировали на химические сигналы, включая ген, связанный с хранением памяти.
Это говорит о том, что, как и клетки мозга, другие клетки человеческого тела также накапливают воспоминания.
Какие типы воспоминаний могут храниться в клетках, не относящихся к мозгу?
Тогда возникает вопрос: какие воспоминания могут хранить клетки вокруг тела? Это, как сказал нам Кукушкин, «критический момент».
«Каждая система запоминает то, что она испытывает: морской слизень запоминает действия морских слизней, человек запоминает человеческие вещи, клетка почки запоминает вещи клеток почек», — объяснил он, также ссылаясь на предыдущие исследования формирования памяти, проведенные на калифорнийских морских слизняках.
«Мы не говорим, как думают некоторые, что «мысленные» воспоминания (эмоции, знания, навыки) хранятся в почках», — пояснил исследователь. «Эти вещи все еще обрабатываются в мозгу и хранятся в мозгу. Но у других клеток есть свой собственный опыт».
По словам Кукушкина, воспоминания, хранящиеся в клетках, не относящихся к мозгу, в других частях тела, строго связаны с той ролью, которую эти конкретные клетки играют в здоровье человека.
Так, он подробно описал:
«Клетка почки может подвергаться воздействию различных солей, жидкостей и питательных веществ; основываясь на этих закономерностях, он может изменить свое поведение в будущем. Одним из известных примеров такого рода памяти является то, что происходит с клетками поджелудочной железы, когда они подвергаются воздействию большого количества сахара. В ответ они выбрасывают в кровь импульс инсулина — гормона, который способствует усвоению сахара. Этот импульс достигает определенного пика, а затем затухает. Но подождите 20 минут и повторите сахарную нагрузку — теперь пульс инсулина станет вдвое больше».
— Николай Кукушкин, доктор философии
«Вы можете понять, почему это было бы полезно, — сказал Кукушкин, — если ваша способность поглощать сахар исчерпана, вам следует увеличить ее, чтобы не тратить зря питательные вещества».
«Но если бы оно постоянно увеличивалось, вы, вероятно, все время были бы утомлены и голодны. Таким образом, добавление элемента памяти в клетку поджелудочной железы помогает ей адаптироваться к структуре питательных веществ, точно так же, как «мысленные» воспоминания помогают нам адаптироваться к моделям опыта», — предположил он.
Какое значение память тела имеет для здоровья человека?
Хотя Кукушкин сказал, что недавнее исследование, проведенное им и его сотрудниками, «является доказательством принципа», другие недавние исследования более четко показывают, как воспоминания, хранящиеся в других частях тела, а не в мозге, могут на практике влиять на состояние здоровья.
Исследование, опубликованное в ноябре 2024 года в
Исследование, проведенное исследователями из ETH Zurich в Швейцарии, подтверждает идею о том, что факторы образа жизни, такие как нездоровый рацион питания, который может привести к хроническим заболеваниям, таким как ожирение, могут запускать формирование эпигенетической памяти путем включения генов, которые ранее не экспрессировались.
Фердинанд фон Мейенн, доктор философии, профессор питания и метаболической эпигенетики в ETH Цюриха и один из ведущих авторов этого исследования, рассказал МНТ что «этот проект возник из любопытства (команды) относительно того, сохраняют ли клетки эпигенетическую память о предыдущих метаболических состояниях».
«Эпигенетическая память хорошо известна тем, что объясняет, как дочерние клетки сохраняют свою транскрипционную идентичность посредством деления клеток, играя жизненно важную роль в развитии, регенерации и росте. А как насчет неделящихся клеток? Они тоже должны адаптироваться к внешним раздражителям и, следовательно, пройти эпигенетическую адаптацию», — отметил он.
С помощью этого исследования фон Мейенн и его коллеги хотели выяснить, изменит ли такое хроническое заболевание, как ожирение, способ реакции жировой ткани на внешние факторы, и если да, то будут ли эти изменения постоянными или обратимыми.
Эпигенетическая память об ожирении может препятствовать снижению веса
«Хорошо задокументированное наблюдение заключается в том, что организм имеет тенденцию защищать увеличенную массу тела, что делает потерю и поддержание веса общеизвестно сложной задачей», — отметил фон Мейенн, имея в виду такие явления, как диета «йо-йо», которая, в свою очередь, связана с повышенный сердечно-сосудистый риск.
Исследователь и его коллеги предположили, что «это может быть связано с типом «метаболической памяти», когда организм запоминает и стремится вернуться к прежнему состоянию ожирения».
Чтобы доказать эту гипотезу, исследователи в первую очередь проанализировали жировую ткань мышей с избыточным весом, а также мышей, которые сбросили лишний вес.
«Мы обнаружили, что адипоциты сохраняют «память» об ожирении даже после значительной потери веса», — фон Мейенн.
«В адипоцитах мыши (жировых клетках) мы обнаруживаем, что эта память закодирована в эпигеноме, который представляет собой модификации ДНК или белков, вокруг которых обернута ДНК, контролируя активность генов. Этот эпигеном изменяется в адипоцитах мышей, страдающих ожирением, и остается измененным даже после потери веса», — пояснил он.
Второй этап исследования включал подтверждение результатов на людях путем анализа образцов жировой ткани людей, перенесших бариатрическую операцию в качестве формы лечения ожирения или избыточного веса.
«Эта память, по-видимому, подготавливает клетки к более быстрой реакции на среду, вызывающую ожирение (среду, способствующую увеличению веса) — скажем, пищу с высоким содержанием сахара и жиров — что может быть связано с восстановлением массы тела после диеты», — предположил фон Мейенн. .
«Наше исследование показывает, что одна из причин, по которой сложно поддерживать массу тела после первоначальной потери веса, заключается в том, что жировые клетки помнят свое предыдущее состояние ожирения и, вероятно, стремятся вернуться в это состояние. Это означает, что человеку придется «бороться» с этой памятью, вызывающей ожирение, чтобы поддерживать вес тела».
— Фердинанд фон Мейенн, доктор философии
Может ли организм «забыть» ожирение?
«С эволюционной точки зрения», — сказал фон Мейенн, — сохранение памяти, которая способствует восстановлению, а не потере веса, «имеет смысл».
«(H)люди и другие животные приспособились защищать свой вес, а не терять его, поскольку нехватка продовольствия исторически была распространенной проблемой», — объяснил исследователь. «На общественном уровне это может предложить некоторое утешение людям, борющимся с ожирением, поскольку это предполагает, что трудности в поддержании потери веса могут быть связаны не только с недостатком силы воли или мотивации, но, скорее, с более глубокой клеточной памятью, которая активно сопротивляется изменять.»
Однако остается один вопрос: можно ли «стерть» такие воспоминания тела об ожирении, чтобы облегчить последовательное снижение веса?
Этот вопрос пока не имеет однозначного ответа.
«В настоящее время не существует фармакологических вмешательств, направленных на борьбу с эпигенетическими изменениями, которые мы наблюдаем», — сказал нам фон Мейенн. «Разрабатываются инструменты, которые могут воздействовать на эпигеном, но они очень новые и еще не использовались на людях».
Он выразил осторожный оптимизм в отношении того, что будущие исследования принесут ответы и решения, которые мы ищем:
«Вполне возможно, что поддержания пониженной или здоровой массы тела достаточно долго, чтобы стереть память. Поскольку обмен веществ активно участвует в регуляции эпигенома, вполне возможно, что определенные пищевые добавки или пищевые добавки могут помочь смягчить этот эффект. Кроме того, необходимы будущие исследования, чтобы выяснить, могут ли инкретиновые миметики, такие как семаглутид, стереть или изменить эту память».
— Фердинанд фон Мейенн, доктор философии