Študij, objavljeno danes v Translacijska psihiatrija , je tudi prvi, ki prikazuje, kako lahko posebna sprememba črevesnega mikrobioma - bakterij in drugih mikroorganizmov, ki rastejo v želodcu in črevesju - spremeni delovanje določene regije možganov.
Po podatkih centrov za nadzor in preprečevanje bolezni, pijače, sladkane s sladkorjem, so vodilni vir dodanih sladkorjev v prehrani Američanov. Skoraj dve tretjini mladih v ZDA vsak dan popije vsaj eno sladko pijačo.
Nevroznanstvenik Scott Kanoski, izredni profesor bioloških ved na USC Dornsife College of Letters, Umetnost in znanost, že vrsto let preučuje povezavo med prehrano in delovanjem možganov. Njegova raziskava je pokazala, da uživanje sladkih pijač pri podganah poslabša spominsko funkcijo in da te iste pijače spremenijo črevesni mikrobiom.
V sedanji študiji je Kanoski in raziskovalci na UCLA in Univerzi v Gruziji, Atene, želel ugotoviti, ali obstaja neposredna povezava med spremembami mikrobioma in spominske funkcije.
Znanstveniki so mladostnim podganam omogočili prost dostop do pijače, sladkane s sladkorjem, podobne tistim, ki jih pijejo ljudje.
Ko so podgane po približno enem mesecu odrasle, raziskovalci so svoje spomine preizkusili z dvema različnima metodama. Ena metoda je testirala spomin, povezan z regijo možganov, imenovano hipokampus. Druga metoda je testirala spominsko funkcijo, ki jo nadzira regija, imenovana perirhinalna skorja.
Raziskovalci so ugotovili, v primerjavi s podganami, ki so pile samo vodo, podgane, ki so uživale veliko sladkorja, so imele več težav s spominom, ki uporablja hipokampus. Poraba sladkorja ni vplivala na spomine perirhinalne skorje.
"Zdi se, da uživanje sladkorja v zgodnjem življenju selektivno poslabša njihovo učenje in spomin na hipokampal, "je povedala avtorica študije Emily Noble, docent na Fakulteti za družinske in potrošniške vede UGA in nekdanji podoktorski sodelavec na USC Dornsife.
Znanstveniki so nato pregledali črevesne mikrobiome podgan in ugotovili razlike med tistimi, ki so pili sladko pijačo, in tistimi, ki so pili vodo. Pivci sladkorja so imeli večjo populacijo dveh posebnih vrst črevesnih bakterij:Parabacteroides distasonis in Parabacteroides johnsonii.
Raziskovalci so nato vprašali, ali bi lahko bakterije Parabacteroides, brez pomoči sladkorja, vplivajo na spominsko funkcijo podgan. Presadili so bakterije Parabacteroides, ki so bile vzgojene v laboratoriju, v črevesje mladostnih podgan, ki so pile samo vodo. Podgane, ki so prejemale bakterijo, so pokazale poslabšanje spomina v hipokampusu, ko so odraščale, podobno kot podgane, ki so uživale sladkor.
Znanstveniki so ugotovili tudi, za razliko od podgan, ki pijejo sladkor, presajene podgane so pokazale tudi poslabšanje spomina v perirhinalni skorji. Ta razlika daje dodatne dokaze, da je lahko spremenjena funkcija možganov, povezana s prehrano, dejansko posledica sprememb v črevesnem mikrobiomu.
Prejšnje študije so presadile celoten črevesni mikrobiom iz ene skupine živali v drugo, povzroči podobne spremembe v delovanju možganov. Vendar pa ta študija je bila med prvimi, ki je to storila le z dvema specifičnima vrstama.
Presenetilo nas je, da smo lahko v bistvu ponovili motnje spomina, povezane s porabo sladkorja, ne s prenosom celotnega mikrobioma, ampak preprosto z obogatitvijo ene same bakterijske populacije v črevesju. "
Scott Kanoski, Dopisni avtor študije
Končno, znanstveniki so proučevali aktivnost genov v hipokampusu, primerjavo podgan, ki so pile sladko pijačo, s tistimi, ki so pile samo vodo, in primerjavo pivcev vode s tistimi, ki so bile presajene s parabakteroidi.
Genska aktivnost je pravzaprav, sprememb pri podganah, ki so uživale pijače, sladkane s sladkorjem, in pri podganah, presajenih s parabakteroidi. Prizadeti geni nadzorujejo, kako živčne celice prenašajo električne signale drugim živčnim celicam in kako interno pošiljajo molekularne signale.
Rezultati te študije potrjujejo neposredno povezavo, na molekularni ravni, med črevesnim mikrobiomom in delovanjem možganov.
V prihodnjih študijah Kanoski in raziskovalci upajo, da bodo ugotovili, ali se spreminjajo navade, na primer zdrava prehrana ali povečana telesna aktivnost, lahko obrne škodo spominu zaradi povečane porabe sladkorja v zgodnjem življenju.