Згідно з результатами нового дослідження, опублікованого в журналі Brain, Behavior, and Immunity, креатин – популярна харчова добавка – запобігає запаленню головного мозку, пошкодженню нервових клітин та порушенням електричної активності в гіпокампі у щурів з хронічним колітом. При цьому пошкодження, викликані колітом, виявилися значно вираженішими у самців, ніж у самок. Отримані дані доповнюють докази зв'язку між запаленням кишківника та змінами у головному мозку, хоча на людях ці результати ще не перевірялися.
Вісь"кишківник — мозок" є складною двосторонньою системою зв'язку, що з'єднує травний тракт із центральною нервовою системою. Запальні захворювання кишківника - група хронічних патологій, що характеризуються тривалим запаленням травного тракту (до них відносяться, наприклад, хвороба Крона та виразковий коліт, що викликають утворення виразок та набряків на слизовій оболонці товстої та прямої кишки). При таких станах запальні сигнали з кишківника можуть передаватися в головний мозок та провокувати у ньому вторинне запалення. Вважається, що саме цей процес сприяє виникненню проблем з настроєм та когнітивними функціями, з якими часто стикаються люди, які страждають на захворювання кишківника.
Раніше вчені вже вивчали механізми цього процесу. У дослідженні 2018 року було встановлено, що навіть короткочасне запалення кишківника підвищує схильність мишей (як самців, так і самок) до судом та посилює тривожну поведінку. У роботі 2022 року та ж дослідницька група виявила, що гостре запалення кишківника у щурів супроводжується запаленням у головному мозку та підвищує збудливість нейронів у моторній корі.
Пізніше, у 2024 році, ця група вчених повідомила, що хронічний коліт призводить до порушень пам'яті, рухових дефіцитів, а також до розвитку тривожної й депресивної поведінки у щурів. У цьому дослідженні у самок частіше спостерігалася тривожна поведінка, а у самців — більш виражене запалення у мозку.
Спираючись на ці результати, дослідницька група з Севільського університету (Universidad de Sevilla), що вивчає патофізіологію зв'язку "кишківник — мозок" (під керівництвом Марії Хосе Пераль, Пабло Гарсії-Міранда та Лівії Карраскаль), вирішила детально дослідити, що саме відбувається з клітинами гіпокампа при хронічному коліті. Гіпокамп - це структура головного мозку, що формою нагадує морського ковзана; вона відіграє ключову роль у процесах навчання та пам'яті.
"Запальні захворювання кишківника (ЗЗК) вражають насамперед сам кишківник, однак у людей із такими захворюваннями часто спостерігаються розлади настрою та когнітивні порушення, особливо проблеми з пам'яттю", — повідомила порталу PsyPost співавтор дослідження Марія Д. Васкес-Карретеро, науковий співробітник кафедри фізіології фармацевтичного факультету. "Наші попередні роботи показали, що хронічний коліт може бути пов'язаний зі змінами в гіпокампі — області мозку, яка відіграє важливу роль не лише у процесах пам'яті, а й в емоційній сфері. Це спонукало нас вивчити, як саме зачіпаються нейрони гіпокампа і чи є відмінності у реакції у самців і самок."
Дослідники також вирішили перевірити, чи має креатин захисні властивості; для цього вони об'єдналися з групою вчених, що спеціалізуються на питаннях нейрогенезу та нейрорегенерації. Креатин, широко відомий як спортивна добавка для нарощування м'язової маси, насправді є природною сполукою. Він допомагає забезпечувати енергією клітини всього організму, включаючи клітини головного мозку, виступаючи в ролі свого роду резерву, який дозволяє швидко заповнити клітинне паливо в періоди підвищеного навантаження або стресу.
"Оскільки боротися з проявами зЗК, що виходять за межі кишківника, як і раніше, непросто, ми вирішили з'ясувати, чи може креатин - речовина природного походження - захистити гіпокамп від наслідків запалення кишківника", - пояснила Васкес-Карретеро.
Для вивчення цих питань вчені використовували молодих щурів (самців та самок). Тварини були розділені на чотири групи (по 15–21 особи кожної статі в кожній): здорові щури, які отримували звичайну воду; здорові щури, які отримували креатин; щури з колітом; і щури з колітом, які отримували креатин. Коліт викликали шляхом додавання декстрансульфату натрію до питної води; експеримент проводився в три цикли (по одному тижні кожен), між якими йшли тижневі перерви, коли тварини пили звичайну воду. Така схема імітувала чергування періодів загострення та ремісії, характерне для виразкового коліту у людей. Креатин додавали в питну воду з розрахунку 1 г на кілограм маси тіла на добу; приймання розпочинали за 10 днів до провокації коліту та продовжували протягом усього дослідження. Для кожного типу вимірювань використовували від п'яти до семи тварин кожної групи.
Через місяць дослідники вивчили гіпокампи щурів. Вони виміряли рівень запальних молекул, оцінили фізичний стан нейронів та перевірили їх електричні властивості. Для проведення електричних тестів використовувався метод «петч-кламп» (patch-clamp): до окремої клітини підводиться мікроскопічна скляна трубка, що дозволяє відстежувати слабкі електричні струми через мембрану клітини.
Результати показали, що хронічний коліт призводить до зниження рівня креатину в гіпокампі як у самців, так і у самок щурів. Запалення кишківника також спровокувало виражену імунну відповідь у головному мозку. Мікроглія – перша лінія імунного захисту мозку – активувалася в особин обох статей, що супроводжувалося підвищенням концентрації запальних молекул.
Наслідки цього запалення у мозку значно відрізнялися залежно від статі. У самців спостерігалися фізичні ушкодження нейронів гіпокампа: втрата структурних білків і скорочення числа нейронів у ділянці CA1 — специфічній ділянці гіпокампа. У самок, попри наявність запалення, структура нейронів залишилася незмінною.
Електричні випробування виявили аналогічні гендерні відмінності. У самців з колітом нейрони стали "проникнішими": їх мембрани втратили електричний опір, а мінімальна сила струму, необхідна генерації нейроном електричного сигналу (так звана реобаза), зросла приблизно на 60%. Це свідчить про зниження збудливості нейронів — результат, протилежний гіперзбудливості, описаної у дослідженнях короткочасного коліту.
Крім того, у самців був підвищений рівень калієвих каналів типу Kv2.1, які допомагають нейронам відновлюватись після передачі сигналу; також збільшилися електричні струми, що входять до клітин і виходять з них. У самок значних змін електричних властивостей нейронів виявлено не було, хоча коліт призвів до підвищення рівня кальцієвих каналів типу Cav1.2 у гіпокампі.
"Зміни не обмежувалися якимось одним маркером", – зазначила Васкес-Карретеро. "Ми отримали сукупність доказів нейрозапалення, ушкодження нейронів та зміни їх електричних властивостей, особливо у самців. У сукупності ці дані дозволяють припустити, що хронічний коліт може викликати біологічно значущі зміни у роботі гіпокампа."
"Статеві відмінності виявилися особливо вираженими", - додала вона. "У самців щурів спостерігалися більш виражене нейрозапалення в гіпокампі, пошкодження нейронів та зміни їх електричних властивостей, тоді як у самок функціональні порушення були меншими."
Приймання креатину дозволило значною мірою запобігти цим змінам. У щурів із колітом, які отримували креатин, його рівень у гіпокампі був приблизно на 20–30% вищим, ніж у щурів із колітом, які не отримували добавку, і відповідав показникам здорових тварин. Креатин запобігав активації мікроглії та пригнічував зростання рівня запальних молекул в особин обох статей. У самок креатин виявив особливу ефективність у придушенні специфічного запального фактора – фактора некрозу пухлини.
Оскільки у самок щурів не спостерігалося фізичних та електричних ушкоджень клітин, викликаних колітом, захисний ефект креатину у цих аспектах проявився переважно у самців. У самців креатин сприяв збереженню структурної цілісності нейронів, а також підтримував їх нормальний електричний опір та пороги збудження. Автори зазначили, що креатин впливає вибірково — лише на ті параметри, які були змінені внаслідок захворювання, не чинячи при цьому штучного стимулювального впливу на функціонування здорових клітин.
"Креатин, мабуть, мав більш виражену дію на самців, проте це, швидше, пояснюється важчим вихідним патологічним станом у них, а не специфічною для статі реакцією на креатин", — зазначила Васкес-Карретеро.
Отримані результати узгоджуються з ранішою роботою тієї ж дослідницької групи, про яку видання PsyPost писало у 2025 році. У цьому дослідженні вивчалися нейрозапалення в корі головного мозку та поведінкові порушення (на відміну від клітинних та електричних змін у гіпокампі); було встановлено, що креатин запобігає запаленню головного мозку, спричиненому колітом, як у самців, так і у самок.
Як і у випадку з будь-яким науковим дослідженням, слід враховувати низку нюансів — зокрема те, що послідовність подій у людей може відрізнятися. "Важливо не інтерпретувати наші результати як доказ того, що креатин є засобом для лікування запальних захворювань кишківника або що людям із колітом слід приймати креатин для захисту мозку", — застерігає Васкес-Карретеро. "Наше дослідження проводилося на щурах у контрольованих експериментальних умовах. Результати дозволяють припустити, що креатин може захищати мозок щурів від деяких наслідків хронічного запалення кишківника, проте необхідні подальші дослідження, щоб з'ясувати, чи подібні ефекти спостерігаються у людей."
"Хоча ці висновки не можна безпосередньо переносити на людей, накопичені дані про пацієнтів із запальними захворюваннями кишківника (ЗЗК) також вказують на зміни у структурі та функціях головного мозку", — додала вона.
У дослідженні використовувалася відносно невелика кількість тварин для проведення специфічних електричних та молекулярних тестів – від п'яти до семи щурів у кожній групі. Через знижену статистичну потужність деякі незначні зміни у самок могли залишитися непоміченими, створюючи враження, що на них креатин ніяк не вплинув, хоча насправді мали місце слабкі відхилення.
З іншого боку, під час реєстрації електричної активності вимірювався сумарний потік іонів через клітинну мембрану, а не активність окремих каналів, виділених за допомогою спеціальних препаратів. У майбутніх дослідженнях потрібно точно визначити молекулярні механізми, відповідальні за ці електричні зміни.
Також важливо відзначити, що креатин вводився на початку розвитку коліту, тобто в дослідженні вивчалася профілактика, а не лікування вже наявних ушкоджень. Оскільки оцінювалися показники на рівні клітин та електричної активності (а не пам'ять чи поведінка), автори не змогли встановити, чи захищає креатин мозок переважно шляхом зменшення запалення в кишківнику або шляхом прямого впливу на клітини мозку; втім, дослідники вважають, що обидва фактори можуть грати свою роль. "На наш погляд, це дослідження наголошує, наскільки тісно пов'язані кишківник та головний мозок", – повідомила Васкес-Карретеро в інтерв'ю порталу PsyPost. "Воно також підтверджує, як важливо враховувати обидві статі щодо того, як хронічне запалення впливає на мозок."
"Ми прагнемо краще зрозуміти, як хронічне запалення кишківника впливає на головний мозок і чому ці процеси протікають по-різному у чоловіків і жінок", — зазначила вона. "Нас також цікавить, як саме креатин захищає нейрони гіпокампа і чи пов'язана ця захисна дія з його роллю у клітинному енергетичному обміні. Зрештою, наша мета — з'ясувати, чи застосовні ці механізми до людини та чи можна в майбутньому розглядати креатин як додатковий засіб терапії для людей, які страждають на хронічне запалення кишківника."
