كيف يضعف النظام الغذائي الغني بالدهون تكوين الذاكرة؟

أدت أنماط الحياة العصرية والتغييرات الغذائية إلى زيادة ملحوظة في استهلاك الأطعمة الغنية بالدهون، مما ساهم في ارتفاع حاد في انتشار السمنة وداء السكري واضطرابات التمثيل الغذائي.

علاوة على ذلك، يرتبط النظام الغذائي عالي الدهون بضعف الإدراك والتنكس العصبي، وقد ثبت أنه يُفاقم مرض الزهايمر - وهو حالة تنكسية عصبية تدريجية - في نماذج الفئران.

ومع ذلك، لا تزال الآليات الكامنة وراء ذلك غامضة إلى حد كبير.

الالتهام الذاتي

الالتهام الذاتي، وهو عملية إعادة تدوير خلوية أساسية، يساعد في الحفاظ على صحة الخلايا العصبية.

وقد أظهرت دراسات حديثة أن ضعف الالتهام الذاتي يُسهم في التنكس العصبي والتدهور المعرفي، لكن هل يرتبط الالتهام الذاتي بالاختلالات المعرفية الناجمة عن اتباع نظام غذائي عالي الدهون؟

للإجابة على هذا السؤال، درس باحثون آثار النظام الغذائي عالي الدهون على الالتهام الذاتي وتكوين الذاكرة، مستخدمين ذبابة الفاكهة المتواضعة (دروسوفيلا) كنظام نموذجي.

ركزت دراسات القوارض بشكل رئيسي على مناطق محددة من الدماغ، تاركةً التأثير الأوسع للأنظمة الغذائية عالية الدهون على الجهاز العصبي دون استكشاف.

ولسد هذه الفجوة، استخدم الباحثون ذبابة الفاكهة، نظرًا لسهولة تعديلها وراثيًا، وقصر عمرها، ومساراتها الأيضية والعصبية المحفوظة لدى الثدييات، وتقييماتها للذاكرة الموثوقة.

تشير النتائج إلى أن التدهور المعرفي الناتج عن النظام الغذائي ليس نهائيًا، ويمكن تحسينه من خلال تدخلات نمط الحياة التي تعزز الالتهام الذاتي، مثل ممارسة الرياضة أو الصيام المتقطع.

قد يزيد هذا البحث من الوعي العام بالمخاطر المعرفية لنظام حمية الدهون عالية الدهون، ويقدم رؤى جديدة حول استراتيجيات وقائية محتملة ضد الاضطرابات الأيضية والعصبية التنكسية.

أبقى الباحثون الذباب على نظام غذائي عادي أو نظام غذائي عالي الدهون لمدة 7 أيام، وفحصوا مستويات الدهون الثلاثية (TAG) والجلوكوز في الدم.

الجدير بالذكر أن الذباب الذي تغذّى على نظام غذائي عالي الدهون كان لديه مستويات أعلى بكثير من الدهون الثلاثية والجلوكوز، بالإضافة إلى تراكم أعلى للدهون في الأمعاء، مما يشير إلى أن النظام الغذائي عالي الدهون غيّر استقلاب الجلوكوز والدهون.

بعد ذلك، درس الباحثون آثار الطعام عالي الدهون على تكوين الذاكرة من خلال تكييف الذباب لروائح مختلفة، وتقييم ذاكرته قصيرة المدى (3 دقائق بعد التعرض)، ومتوسطة المدى (3 ساعات بعد التعرض)، وطويلة المدى (24 ساعة بعد التعرض) (الذاكرة الداخلية، والذاكرة الداخلية، والذاكرة طويلة المدى على التوالي).

زُوّدت أنابيب روائح محددة بجهاز صدمات كهربائية لتعزيز السلوك. والجدير بالذكر أن الذباب الذي تغذّى على الطعام عالي الدهون أظهر ضعفًا في الذاكرة الداخلية والذاكرة طويلة المدى، بينما لم تتأثر الذاكرة الداخلية.

لتوضيح دور الالتهام الذاتي في ضعف الذاكرة الناجم عن اتباع نظام غذائي عالي الدهون، قام الباحثون بقياس مستويات البروتينات المرتبطة بالالتهام الذاتي، ووجدوا أن مستويات Ref(2)p - وهو بروتين يتحلل عادةً عن طريق الالتهام الذاتي - ارتفعت بشكل ملحوظ في الذباب الذي يتغذى على نظام غذائي عالي الدهون.

في الوقت نفسه، كانت نسبة Atg8a-II/I، وهي مؤشر على تكوين الحويصلات الالتهامية الذاتية (حويصلات إعادة التدوير)، أقل بشكل ملحوظ، مما يشير إلى خلل في عملية الالتهام الذاتي.

علاوة على ذلك، أدى التثبيط المؤقت لبروتين الالتهام الذاتي Atg1 في الخلايا العصبية البالغة إلى انخفاض انتقائي في كثافة الالتهام الذاتي داخل الخلية (ITM) دون التأثير على كثافة الالتهام الذاتي داخل الخلية (STM)، وهو ما يتوافق مع التأثيرات الملحوظة أثناء اتباع نظام غذائي عالي الدهون (HFD)، مما يشير إلى أن الانخفاض المؤقت في نشاط الالتهام الذاتي العصبي خلال مرحلة البلوغ كافٍ لإحداث تراجع في الذاكرة.

على العكس من ذلك، أدى تعزيز الالتهام الذاتي عن طريق الإفراط في التعبير عن جين Atg1، أو تثبيط مثبط الالتهام الذاتي روبيكون، أو العلاج بمحفز الالتهام الذاتي راباميسين إلى تحسين ضعف الذاكرة لدى الذباب الذي يتغذى على نظام غذائي عالي الدهون.

تشير هذه النتائج إلى إمكانية عكس ضعف الذاكرة الناتج عن هذا النظام الغذائي بتعزيز نشاط الالتهام الذاتي.

لفهم كيفية تعطل عملية الالتهام الذاتي بشكل أفضل، درس الباحثون المرحلة النهائية من الالتهام الذاتي، وهي اندماج الجسيمات الالتهامية الذاتية والليزوزومات في جزيئات ليزوزومية ذاتية، حيث تتحلل محتويات الخلية وتُعاد تدويرها.

الجدير بالذكر أن الذباب الذي تغذّى على نظام غذائي عالي الدهون أظهر وفرة من الجسيمات الالتهامية الذاتية والليزوزومات، ولكن دون أي تغيير في أعدادها، مما يشير إلى أن ضعف الالتهام الذاتي الناجم عن نظام غذائي عالي الدهون كان على الأرجح بسبب خلل في اندماج الجسيمات الالتهامية الذاتية والليزوزومات.

من المثير للاهتمام أن تحليل التعبير الجيني كشف عن انخفاض ملحوظ في الجينات المرتبطة بإشارات الليزوزوم في الذباب الذي يتغذى على نظام غذائي عالي الدهون. وأخيرًا، أدى تثبيط وظيفة الليزوزوم إلى انخفاض ملحوظ في ITM.

بشكل عام، تُقدم هذه النتائج رؤى جديدة حول كيفية تأثير النظام الغذائي عالي الدهون على اختلالات الذاكرة من خلال اختلال الالتهام الذاتي والليزوزومات، ويمكن أن يُسهم معالجة المخاطر المعرفية المرتبطة بالنظام الغذائي عالي الدهون في الوقاية المبكرة من الأمراض التنكسية العصبية.

وقال الباحثون: "يُعزز هذا البحث فهمنا لكيفية تأثير العادات الغذائية على صحة الدماغ. وقد تُسرّع نتائجنا أيضًا من تحديد التدخلات المُعززة للالتهام الذاتي - بما في ذلك عناصر غذائية مُحددة وعوامل علاجية - لمكافحة التدهور المعرفي الناجم عن النظام الغذائي والحفاظ على الإدراك لدى كبار السن".