Поддержание необходимого уровня железа в крови играет важную роль в формировании и функционировании центральной нервной системы: дефицит железа в детстве приводит к когнитивным нарушениям, в то же время его переизбыток в зрелом возрасте ассоциируется с развитием нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Паркинсона и Альцгеймера.
Как известно, повышение концентрации трансферрина в крови как следствие усиленной его продукции в печени может служить маркером недостаточного поступления железа в организм. Пол Томпсон (Paul Thompson) и его коллеги из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles), США, выявили, что уровень трансферрина в крови подростков тесно связан с изменениями структур мозга на микро- и макроуровне во взрослом возрасте. Кроме того, американские исследователи идентифицировали набор генов, отвечающий одновременно за уровень трансферрина и развитие структур головного мозга — вполне возможно, что это открытие поможет пролить свет на механизм, посредством которого ионы железа влияют на когнитивные функции, процессы формирования нервной системы и нейродегенерации.
Группа ученых во главе с П. Томпсоном обследовали 615 здоровых молодых братьев и сестер, в том числе близнецов (средний возраст участников составил 23 года). Всем участникам проведена магнитно-резонансная томография (МРТ), 574 из них дополнительно обследованы с применением метода диффузионной тензорной визуализации (ДТВ). Напомним, что указанный метод основан на определении диффузии молекул воды вдоль миелиновой оболочки аксонов нервных клеток и позволяет оценить состояние проводящих путей головного мозга in vivo. Ранее, в 12, 14 и 16 лет, у всех участников исследования определяли уровень трансферрина в сыворотке крови.
При анализе МРТ и ДТВ выявили следующие закономерности: взрослые, у которых в подростковом возрасте определялся более высокий уровень трансферрина, имели достоверные отличия в структурах головного мозга. У них определялось уменьшение размеров хвостатого ядра, проводящих путей теменно-височной области больших полушарий и в меньшей степени — коры лобной области. В то же время гиппокамп, бледный шар, а также средний мозг в области расположения черного вещества неожиданно для ученых оказались увеличены в размерах.
Кроме того, в ходе исследования было определено, что некоторые специфические вариации гена HFE, который влияет на уровень трансферрина в крови, связаны со снижением целостности структур проводящих путей головного мозга, хотя ни один из участников не продемонстрировал когнитивных нарушений или иных симптомов неврологических заболеваний.
Для выяснения механизмов этой связи необходимы дальнейшие исследования. А пока П. Томпсон рекомендует внимательно следить за тем, чтобы содержание железа в рационе детей и подростков, мозг которых еще находится в процессе созревания и потому крайне уязвим, было достаточным.
Jahanshad N., Kohannim O., Hibar D.P. et al. (2012) Brain structure in healthy adults is related to serum transferrin and the H63D polymorphism in the HFE gene. Proc. Natl. Acad. Sci USA, Jan. 9 [Epub ahead of print].
University of California — Los Angeles (2012, January 12) Diet counts: Iron intake in teen years can impact brain in later life. ScienceDaily (www.sciencedaily.com /releases/2012/01/120112095859.htm).
Алина Жигунова
