Изучение, опубликовано сегодня в Трансляционная психиатрия , также впервые показывает, как конкретное изменение микробиома кишечника - бактерии и другие микроорганизмы, растущие в желудке и кишечнике, - может изменить функцию определенной области мозга.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, сахаросодержащие напитки - ведущий источник добавленных сахаров в рационе американцев. Почти две трети молодых людей в Соединенных Штатах потребляют хотя бы один сладкий напиток каждый день.
Нейробиолог Скотт Каноски, доцент биологических наук Литературного колледжа Дорнсайф Университета Южной Калифорнии, Искусство и наука, много лет изучал связь между диетой и функцией мозга. Его исследования показали, что потребление сладких напитков ухудшает функцию памяти у крыс и что эти же напитки изменяют микробиом кишечника.
В текущем исследовании Каноски и исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Университета Джорджии, Афины, стремились выяснить, существует ли прямая связь между изменениями микробиома и функцией памяти.
Ученые предоставили крысам-подросткам бесплатный доступ к сладкому напитку, подобному тем, что пьют люди.
Когда примерно через месяц крысы стали взрослыми, исследователи проверили их воспоминания двумя разными методами. Один метод проверял память, связанную с областью мозга, называемой гиппокампом. Другой метод проверял функцию памяти, контролируемую областью, называемой периринальной корой.
Исследователи обнаружили, что, по сравнению с крысами, которые пили только воду, у крыс, которые потребляли большое количество сладких напитков, было больше проблем с памятью, которая использует гиппокамп. Потребление сахара не повлияло на воспоминания, производимые окололовой корой.
"Потребление сахара в раннем возрасте, по-видимому, выборочно ухудшает их обучение и память в гиппокампе, "сказала ведущий автор исследования Эмили Ноубл, доцент Колледжа семейных и потребительских наук UGA и бывший научный сотрудник USC Dornsife.
Затем ученые проверили микробиомы кишечника крыс и обнаружили различия между теми, кто пил сладкий напиток, и теми, кто пил воду. У пьющих сахар были большие популяции двух конкретных видов кишечных бактерий:Parabacteroides distasonis и Parabacteroides johnsonii.
Затем исследователи спросили, могут ли бактерии Parabacteroides, без помощи сахара, влияют на функцию памяти крыс. Они пересадили бактерии Parabacteroides, выращенные в лаборатории, в кишечник крыс-подростков, которые пили только воду. Крысы, получавшие бактерии, показали ухудшение памяти в гиппокампе, когда они выросли до взрослого возраста, почти так же, как и крысы, пьющие сахар.
Ученые также обнаружили, что, в отличие от крыс, пьющих сахар, у трансплантированных крыс также обнаружено нарушение памяти в периринальной коре. Это различие является дополнительным доказательством того, что измененная функция мозга, связанная с диетой, на самом деле может быть связана с изменениями микробиома кишечника.
Предыдущие исследования трансплантировали весь микробиом кишечника от одной группы животных к другой, производящие аналогичные изменения в функции мозга. Тем не мение, это исследование является одним из первых, в котором так поступили всего с двумя конкретными видами.
<цитата>Для нас было удивительно, что мы смогли практически воспроизвести нарушения памяти, связанные с потреблением сахара, не за счет переноса всего микробиома, но просто обогащая одну бактериальную популяцию в кишечнике ".
Скотт Каноски, Автор, ответственный за переписку
Наконец-то, ученые исследовали активность генов в гиппокампе, сравнивая крыс, которые пили сладкий напиток, с теми, которые пили только воду, и сравнивая тех, кто пьет воду, с теми, которым пересажен Parabacteroides.
Генная активность сделала, по факту, изменение как у крыс, которые потребляли сахаросодержащие напитки, так и у крыс, которым трансплантировали Parabacteroides. Затронутые гены контролируют, как нервные клетки передают электрические сигналы другим нервным клеткам и как они передают молекулярные сигналы внутри.
Результаты этого исследования подтверждают прямую ссылку, на молекулярном уровне, между микробиомом кишечника и функцией мозга.
В будущих исследованиях Каноски и исследователи надеются определить, изменяются ли привычки, например, придерживаться более здоровой диеты или увеличивать физическую нагрузку, может обратить вспять вред памяти, вызванный повышенным потреблением сахара в более раннем возрасте.