Ученые из Университета Хиросимы в течение шести месяцев наблюдали за стареющими мышами после удаления у них верхних коренных зубов с обеих сторон. Они хотели выяснить, приводит ли потеря зубов к проблемам с мозгом из-за того, что люди потом плохо едят, или же дело в чем-то другом. Ответ их удивил. Мыши, потерявшие зубы, хуже справлялись с тестами на память независимо от того, питались ли они обычной или низкобелковой диетой. При исследовании мозговой ткани исследователи обнаружили более высокие уровни молекул, связанных с гибелью клеток, усиленные признаки воспаления и меньшее количество клеток, помеченных как нейроны, в ключевых областях памяти.
Это мыши, а не люди. Но результаты исследования, опубликованные в журнале Archives of Oral Biology, указывают на эффект, не объясняемый только диетой, — связь между отсутствием зубов и изменениями в мозге, которая выходит за рамки простого снижения потребления белка.
Исследователи разделили стареющих мышей на четыре группы в возрасте трех месяцев. У некоторых были удалены верхние коренные зубы с обеих сторон, в то время как другие сохранили все зубы. Половина каждой группы получала нормальный уровень белка в пище, а другая половина питалась рационом, содержащим на 50 процентов меньше белка. Эта схема была разработана для того, чтобы имитировать то, что может происходить с некоторыми пожилыми людьми после потери зубов: они избегают мяса, рыбы и яиц, потому что жевание причиняет им боль.
Шесть месяцев спустя команда проверила память, используя лабиринт Барнса — круглую платформу с 20 отверстиями по краю. Только одно отверстие вело к ящику для побега. Мыши с неповрежденной памятью быстро научились находить нужное отверстие. Мышам с проблемами памяти требовалось больше времени, чтобы найти правильное отверстие, и они часто двигались по более хаотичным путям.
Результаты были очевидны: мыши, потерявшие зубы, хуже справлялись с тестами на память, чем мыши с полным набором зубов. Среди мышей, потреблявших меньше белка, эта разница оказалась более выраженной, хотя в исследовании отмечается, что размер выборки, возможно, был слишком мал, чтобы статистически определить, существует ли взаимодействие между диетой и потерей зубов. Масса тела оставалась стабильной во всех группах, что исключает голодание или общее плохое состояние здоровья в качестве объяснений.
Самое важное, что потеря зубов была основной причиной проблем с памятью, независимо от того, питались ли мыши диетой с нормальным содержанием белка или диетой с низким содержанием белка. Именно отсутствие зубов, а не уровень белка в рационе, определяло, у каких мышей возникнут проблемы с памятью.
Тесты на память выявили проблемы, но анализ мозговой ткани показал причину. Ученые исследовали гиппокамп, где мозг формирует и хранит воспоминания. Они измерили активность генов двух молекул, называемых Bax и Bcl-2, которые регулируют пути клеточной смерти. Когда экспрессия гена Bax повышается по сравнению с Bcl-2, это обычно используется в качестве маркера, соответствующего сигнальным путям, связанным с апоптозом, — процессу запрограммированной клеточной смерти.
У мышей с отсутствующими зубами наблюдалось более высокое соотношение Bax к Bcl-2 в гиппокампе по сравнению с мышами с неповрежденными зубами. Потребление белка не имело значения. Независимо от того, потребляли ли мыши нормальное или пониженное количество белка, потеря зубов была связана с более высокими уровнями этого маркера, связанного с апоптозом.
Дополнительный анализ выявил маркеры воспаления и меньшее количество NeuN-позитивных клеток в определенных областях памяти. В области CA1, которая помогает формировать новые воспоминания и вспоминать старые, наблюдался высокий уровень GFAP и Iba-1 — белков, сигнализирующих о воспалении и стрессе в головном мозге. В этой же области было меньше NeuN-позитивных клеток, что соответствует уменьшению количества нейронов в исследованной ткани.
Зубчатая извилина, еще одна область мозга, отвечающая за память, показала схожие закономерности: маркеры усиления воспаления и уменьшение количества NeuN-позитивных клеток. В области CA3 изменения были менее выраженными, хотя низкое содержание белка снизило количество маркеров нейронных клеток в этой области. В исследованных областях гиппокампа потеря зубов была доминирующей причиной этих изменений в мозге, в то время как диета играла меньшую роль.
Взаимосвязь между здоровьем полости рта и функциями головного мозга уже много лет интересует исследователей, хотя механизмы этого взаимодействия остаются неясными.
В статье рассматриваются несколько возможных объяснений. Заболевания десен, которые часто предшествуют потере зубов, связаны с бактериями и воспалительными процессами. Воспалительные сигналы потенциально могут влиять на кровеносные сосуды или другие ткани головного мозга. Другая теория связана с сенсорным восприятием: зубы соединяются с мозгом через тройничный нерв, один из самых крупных нервов в голове. Жевание передает информацию по этому нерву в области мозга, отвечающие за внимание, обучение и память. Потеря зубов нарушает эти сигналы у мышей, что может повлиять на активность мозга.
Данное исследование на мышах подтверждает идею о том, что эффект не может быть объяснен исключительно питанием. У мышей, получавших диету с нормальным содержанием белка, после удаления зубов наблюдались маркеры воспаления головного мозга и уменьшение количества NeuN-позитивных клеток. Сама потеря зубов, по-видимому, связана с изменениями в головном мозге мышей, а не просто с вторичными эффектами, такими как недоедание.
Исследовательская группа использовала стареющих мышей (штамм SAMP8), у которых естественным образом развиваются возрастные проблемы, включая ухудшение памяти, что делает их полезными для изучения влияния потери зубов на процесс старения.
Мозг мышей отличается от человеческого мозга, поэтому эти результаты нуждаются в подтверждении на людях, прежде чем делать выводы о потере зубов и деменции у людей. Мыши получали стандартизированную диету, в то время как питание человека сильно различается. Шестимесячный период наблюдения за этими стареющими мышами может не охватывать все соответствующие эффекты, проявляющиеся во времени.
Снижение потребления белка с пищей означало увеличение потребления углеводов для поддержания общего количества калорий. Более высокое потребление углеводов могло повлиять на результаты, хотя это не меняет основного вывода о взаимосвязи между потерей зубов и питанием. Размер выборки составлял от семи до девяти мышей в группе; более масштабные исследования обеспечили бы большую уверенность в результатах, особенно в отношении потенциального взаимодействия между потерей зубов и питанием. Были протестированы только самцы мышей, поэтому неизвестно, проявляют ли самки те же закономерности.
У этих мышей потеря зубов была связана с ухудшением памяти, увеличением маркеров апоптоз-связанной сигнализации, усилением показателей нейровоспаления и уменьшением количества NeuN-позитивных клеток в ключевых областях памяти. Связь между потерей зубов и эффектами низкобелковой диеты, по-видимому, действовала через отдельные механизмы, а не усиливала друг друга, хотя авторы отмечают, что в исследовании, возможно, не хватало достаточной статистической мощности для уверенного выявления взаимодействий.
Необходимо дальнейшее изучение того, происходят ли подобные процессы у людей. Результаты исследований на мышах предполагают, что потеря зубов может напрямую влиять на биологию мозга, а не только за счет изменений в питании, но для подтверждения этого на людях необходимы дополнительные исследования. Если эта связь подтвердится, предотвращение потери зубов может стать одной из стратегий поддержания когнитивного здоровья в процессе старения.
Один из открытых вопросов касается того, может ли замена отсутствующих зубов помочь. В исследовании не тестировались зубные имплантаты или протезы, поэтому остается неизвестным, может ли восстановление жевательной способности после потери зубов повлиять на показатели работы мозга или когнитивные функции. Будущие исследования, проверяющие эту возможность, могли бы определить, приносит ли замена зубов пользу помимо улучшения питания.
Изучение взаимосвязи между здоровьем полости рта и функциями мозга продолжает развиваться как область исследований. Механизмы, связывающие потерю зубов с изменениями в мозге у мышей, в конечном итоге могут помочь выявить новые подходы к поддержанию здорового старения.
