Štúdium, uverejnené dnes v Translačná psychiatria , je tiež prvým, kto ukazuje, ako špecifická zmena črevného mikrobiómu - baktérie a iné mikroorganizmy rastúce v žalúdku a črevách - môže zmeniť funkciu konkrétnej oblasti mozgu.
Podľa Centier pre kontrolu a prevenciu chorôb sladené nápoje sú hlavným zdrojom pridaných cukrov v strave Američanov. Takmer dve tretiny mladých ľudí v USA konzumujú každý deň aspoň jeden sladký nápoj.
Neurológ Scott Kanoski, docent biologických vied na USC Dornsife College of Letters, Umenie a veda, roky skúma prepojenie medzi diétou a mozgovou funkciou. Jeho výskum ukázal, že konzumácia sladkých nápojov zhoršuje pamäťovú funkciu potkanov a že tie isté nápoje menia črevný mikrobióm.
V súčasnej štúdii Kanoski a vedci z UCLA a University of Georgia, Atény, sa snažil zistiť, či existuje priama súvislosť medzi zmenami mikrobiómu a pamäťovej funkcie.
Vedci poskytli mladistvým potkanom voľný prístup k nápojom sladeným cukrom, podobným tým, ktoré pijú ľudia.
Keď sa z potkanov asi po mesiaci stali dospelí, vedci testovali ich spomienky pomocou dvoch rôznych metód. Jedna metóda testovala pamäť spojenú s oblasťou mozgu nazývanou hippocampus. Druhá metóda testovala pamäťovú funkciu riadenú oblasťou nazývanou peririnálna kôra.
Vedci zistili, že v porovnaní s potkanmi, ktoré pili iba vodu, potkany, ktoré konzumovali vysoké množstvo sladkého nápoja, mali väčšie problémy s pamäťou, ktorá používa hippocampus. Konzumácia cukru neovplyvnila spomienky peririnálnej kôry.
„Zdá sa, že konzumácia cukru v ranom veku selektívne zhoršuje ich hippocampálne učenie a pamäť, “uviedla vedúca autorka štúdie Emily Nobleová, odborný asistent na UGA College of Family and Consumer Sciences a bývalý postdoktorand na USC Dornsife.
Vedci potom skontrolovali črevné mikrobiómy potkanov a zistili rozdiely medzi tými, ktoré pili sladký nápoj, a tými, ktoré pili vodu. Konzumenti cukru mali väčšiu populáciu dvoch konkrétnych druhov črevných baktérií:Parabacteroides distasonis a Parabacteroides johnsonii.
Vedci sa potom pýtali, či baktérie Parabacteroides môžu, bez pomoci cukru, ovplyvňujú pamäťovú funkciu potkanov. Transplantovali baktérie Parabacteroides, ktoré boli pestované v laboratóriu, do čriev dospievajúcich potkanov, ktoré pili iba vodu. Potkany, ktoré dostali baktérie, vykazovali v hippocampuse poruchu pamäti, keď rástli do dospelosti rovnako ako krysy pijúce cukor.
Vedci tiež zistili, že na rozdiel od potkanov pijúcich cukor, transplantované potkany tiež vykazovali zhoršenie pamäte v peririnálnej kôre. Tento rozdiel poskytuje ďalší dôkaz, že zmenená funkcia mozgu spojená s diétou môže byť skutočne spôsobená zmenami črevného mikrobiómu.
Predchádzajúce štúdie transplantovali celý črevný mikrobióm z jednej skupiny zvierat do druhej, spôsobuje podobné zmeny vo funkcii mozgu. Avšak, táto štúdia je medzi prvými, ktoré to urobili iba s dvoma konkrétnymi druhmi.
Pre nás bolo prekvapujúce, že sme boli schopní v podstate replikovať poruchy pamäti súvisiace s konzumáciou cukru nie prenosom celého mikrobiómu, ale jednoducho obohatením jednej bakteriálnej populácie v čreve. “
Scott Kanoski, Zodpovedný autor štúdie
Nakoniec, vedci skúmali aktivitu génov v hippocampuse, porovnanie potkanov, ktoré pili sladký nápoj, s potkanmi, ktoré pili iba vodu, a porovnaním pijanov vody s tými, ktorým bol transplantovaný Parabacteroides.
Genetická aktivita mala, v skutočnosti, zmena u potkanov, ktoré konzumovali sladené nápoje, a u potkanov transplantovaných Parabacteroides. Ovplyvnené gény riadia, ako nervové bunky prenášajú elektrické signály do iných nervových buniek a ako vnútorne vysielajú molekulárne signály.
Výsledky tejto štúdie potvrdzujú priamy odkaz, na molekulárnej úrovni, medzi črevným mikrobiómom a mozgovou funkciou.
V budúcich štúdiách Kanoski a vedci dúfajú, že zistia, či sa zmenia návyky, ako je zdravšia strava alebo zvýšenie pohybu, môže zvrátiť poškodenie pamäte spôsobené zvýšenou spotrebou cukru v mladosti.