Новое исследование ученых из Университета Рочестера показало, что дефицит железа во время беременности связан с длительными изменениями в мозге потомства, затрагивающими баланс других минералов, работу генов и формирование нервных связей.
Железо необходимо для организации и развития клеток на этапе формирования мозга. Эпидемиологические исследования позволяют предположить, что у матерей с низким уровнем железа в первом триместре беременности выше риск рождения детей, у которых впоследствии развиваются когнитивные нарушения, включая аутизм, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и трудности с обучением.
Чтобы выяснить, как нехватка железа во время беременности влияет на мозг потомства в долгосрочной перспективе, команда ученых использовала мышиные модели, основанные на изменении содержания железа в питании. Исследователи кормили мышей пищей с достаточным или недостаточным содержанием железа еще до зачатия и продолжали такой режим на протяжении всей беременности.
После рождения все мышата получали достаточно железа, чтобы можно было проверить, обратимы ли ранее обнаруженные клеточные изменения. Уровень железа в крови после изменения питания нормализовался, однако нарушения в мозге сохранялись. В одних областях содержание железа оставалось ниже нормы, а в других, напротив, превышало нормальный уровень.
Изменения затронули не только уровень железа. У потомства мышей, испытывавших дефицит этого минерала до рождения, исследователи обнаружили дисбаланс других веществ, необходимых для развития и работы мозга. Среди них были кальций и магний, марганец, медь и цинк.
Нарушения минерального баланса в мозге оказались выражены сильнее, чем в крови. Эти результаты позволяют предположить, что анализ крови до или после рождения не всегда отражает долгосрочные изменения, происходящие в мозге потомства. Также минеральный дисбаланс сопровождался длительными изменениями в сетях генов, связанных с развитием мозга и передачей сигналов между нервными клетками.
В частности, исследователи обнаружили изменения, затрагивающие формирование миелина. Эта структура окружает нервные волокна и помогает сигналам эффективно передаваться между нейронами. Если миелин поврежден или сформирован недостаточно, связь между нервными клетками может нарушаться.
Другие изменения коснулись активности генов, связанных с развитием нервной системы и расстройствами аутистического спектра, и генов в верхнем холмике — области мозга, участвующей в обработке сенсорной информации и направлении внимания.
Авторы работы считают, что для более раннего выявления возможных последствий дефицита железа необходимы биомаркеры, отражающие состояние самого мозга. Обычный анализ крови может не показывать всей картины изменений, связанных с нехваткой железа на ранних этапах развития.
Ранее ученые обнаружили, что добавки с железом связаны с уменьшением агрессивного поведения у детей.
