L'étude, publié aujourd'hui dans Psychiatrie Translationnelle , est également le premier à montrer comment une modification spécifique du microbiome intestinal - les bactéries et autres micro-organismes qui se développent dans l'estomac et les intestins - peut altérer la fonction d'une région particulière du cerveau.
Selon les Centers for Disease Control and Prevention, Les boissons sucrées sont l'une des principales sources de sucres ajoutés dans l'alimentation des Américains. Près des deux tiers des jeunes aux États-Unis consomment au moins une boisson sucrée chaque jour.
Le neuroscientifique Scott Kanoski, professeur agrégé de sciences biologiques à l'USC Dornsife College of Letters, Arts et Sciences, a étudié le lien entre l'alimentation et la fonction cérébrale pendant des années. Ses recherches ont montré que la consommation de boissons sucrées altère la fonction de mémoire chez les rats et que ces mêmes boissons modifient le microbiome intestinal.
Dans l'étude actuelle, Kanoski et des chercheurs de l'UCLA et de l'Université de Géorgie, Athènes, a cherché à savoir s'il existe un lien direct entre les modifications du microbiome et la fonction de mémoire.
Les scientifiques ont donné à des rats adolescents un accès gratuit à une boisson sucrée similaire à celles que boivent les humains.
Lorsque les rats sont devenus adultes après environ un mois, les chercheurs ont testé leurs souvenirs en utilisant deux méthodes différentes. Une méthode a testé la mémoire associée à une région du cerveau appelée l'hippocampe. L'autre méthode testait la fonction de mémoire contrôlée par une région appelée cortex périrhinal.
Les chercheurs ont découvert que, par rapport aux rats qui ne buvaient que de l'eau, les rats qui ont consommé des niveaux élevés de boisson sucrée avaient plus de difficultés avec la mémoire qui utilise l'hippocampe. La consommation de sucre n'a pas affecté les souvenirs créés par le cortex périrhinal.
« La consommation de sucre au début de la vie semble altérer de manière sélective leur apprentissage et leur mémoire hippocampique, " a déclaré Emily Noble, auteure principale de l'étude, professeur adjoint à l'UGA College of Family and Consumer Sciences et ancien boursier postdoctoral à l'USC Dornsife.
Les scientifiques ont ensuite vérifié les microbiomes intestinaux des rats et trouvé des différences entre ceux qui buvaient la boisson sucrée et ceux qui buvaient de l'eau. Les buveurs de sucre avaient des populations plus importantes de deux espèces particulières de bactéries intestinales :Parabacteroides distasonis et Parabacteroides johnsonii.
Les chercheurs ont alors demandé si la bactérie Parabacteroides pouvait, sans l'aide de sucre, affecter la fonction de mémoire des rats. Ils ont transplanté des bactéries Parabacteroides cultivées en laboratoire dans les intestins de rats adolescents qui ne buvaient que de l'eau. Les rats recevant les bactéries ont montré des troubles de la mémoire dans l'hippocampe lorsqu'ils ont atteint l'âge adulte, à peu près de la même manière que les rats buveurs de sucre.
Les scientifiques ont également découvert que, contrairement aux rats buveurs de sucre, les rats transplantés ont également montré des troubles de la mémoire dans le cortex périrhinal. Cette différence fournit une preuve supplémentaire que la fonction cérébrale altérée associée à l'alimentation peut en fait être enracinée dans des modifications du microbiome intestinal.
Des études antérieures ont transplanté l'intégralité du microbiome intestinal d'un groupe d'animaux à un autre, produisant des changements similaires à la fonction cérébrale. Cependant, cette étude est parmi les premières à le faire avec seulement deux espèces spécifiques.
Il était surprenant pour nous que nous ayons pu reproduire essentiellement les troubles de la mémoire associés à la consommation de sucre non en transférant l'ensemble du microbiome, mais simplement en enrichissant une seule population bactérienne dans l'intestin."
Scott Kanoski, Auteur correspondant de l'étude
Finalement, les scientifiques ont examiné l'activité des gènes dans l'hippocampe, comparer les rats qui buvaient la boisson sucrée à ceux qui ne buvaient que de l'eau et comparer les buveurs d'eau à ceux transplantés avec Parabacteroides.
L'activité des gènes a fait, En réalité, changement à la fois chez les rats qui ont consommé les boissons sucrées et les rats transplantés avec Parabacteroides. Les gènes qui ont été affectés contrôlent la façon dont les cellules nerveuses transmettent des signaux électriques à d'autres cellules nerveuses et comment elles envoient des signaux moléculaires en interne.
Les résultats de cette étude confirment un lien direct, au niveau moléculaire, entre le microbiome intestinal et la fonction cérébrale.
Dans les études futures, Kanoski et les chercheurs espèrent déterminer si le changement d'habitudes, comme une alimentation plus saine ou une augmentation de l'exercice, peut inverser les dommages causés à la mémoire par une consommation élevée de sucre plus tôt dans la vie.