Головной мозг младенцев растет очень быстро: за первый год жизни ребенка его вес увеличивается с 25% до 70% от взрослого размера. При этом основным материалом для формирования новых клеток служат жирные кислоты, поскольку они входят в состав оболочек нейронов и обеспечивают правильную передачу сигналов между ними. Особенно важными до последнего времени считались полиненасыщенные жирные кислоты, такие как омега-3 и омега-6, которые новорожденные получают с молоком матери. Но некоторых детей с рождения кормят искусственными смесями, которые по составу обычно ближе к коровьему молоку, чем к человеческому. Имеют ли эти различия в составе молока какое-либо значение, до сих пор оставалось не до конца понятно.
Ученые из Сколтеха (Москва) с коллегами определили, что у млекопитающих наборы жирных кислот в молоке и мозге взаимосвязаны и отличаются у разных видов.
Исследователи Сколтеха за работой. Источник: Александра Митина / из личного архива
Авторы оценили химический состав 837 образцов грудного молока и 194 образца мозга человеческих младенцев и детенышей шимпанзе, макак, свиней, коз, коров и яков. Всего биологи определили 81 тип жирных кислот в молоке и 33 — в мозге, при этом их набор и соотношение коррелировали у организмов одного и того же вида и отличались между видами. Это говорит о том, что химический состав молока у каждого вида оптимизирован под потребности его головного мозга.
Соавторы исследования — Александра Митина и Ольга Ефимова — возле прибора, на котором снимались данные для эксперимента. Источник: Александра Митина / из личного архива
Особенно четкие зависимости авторы проследили между молоком и префронтальной корой мозга у человека, шимпанзе и макаки. В частности, исследователи отметили у них высокое соответствие между молоком и мозгом в представленности сверхдлинных жирных кислот. При этом максимальное соответствие оказалось уникальной чертой для человека. Префронтальная кора — это область, которая отвечает за сложные мыслительные процессы, планирование и социальное поведение. Таким образом, эволюционно химический состав молока совершенствовался так, чтобы в первую очередь питать самую ресурсоемкую и социально значимую зону развивающегося мозга ребенка.
«Наше исследование наглядно показало, что важно улучшать состав детских питательных смесей, которые сейчас более близки к коровьему или козьему молоку, так, чтобы они соответствовали человеческому оригиналу, особенно по содержанию ряда ультрадлинных жирных кислот, которыми обогащен растущий мозг ребенка. В наших новых исследованиях, проводимых в рамках проекта, мы установили связь между нарушениями жирнокислотного состава оболочек нейронов мозга у взрослых людей и депрессией, что еще раз показывает их важность для работы мозга», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Филипп Хайтович, кандидат наук, профессор, руководитель лаборатории молекулярной нейробиологии Сколтеха.
В исследовании принимали участие сотрудники Детской больницы в Торонто (Канада), Института Вейцмана (Израиль) и Кампуса Wellcome Genome (Великобритания).
