Wpływ cukru na rozwój mózgu – istnieje związek między nadmiarem sacharozy w diecie a pamięcią

Wysokie spożycie napojów słodzonych cukrem w okresie dojrzewania może wpływać na rozwój mózgu i powodować zaburzenia uczenia się i pamięci w wieku dorosłym. Zmiany w składzie bakterii w jelitach mogą być kluczem do zrozumienia, dlaczego tak się dzieje.

Wysokie spożycie cukru negatywnie wpływa na procesy poznawcze

Podczas gdy poprzednie badania wiązały dietę wysokocukrową z próchnicą zębów, otyłością i chorobami serca, a także ograniczeniem funkcji poznawczych, mniej wiadomo o jej wpływie na rozwój umysłowy. Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z University of Georgia we współpracy z grupą badawczą University of Southern California wykazało, że codzienne spożywanie napojów słodzonych cukrem w okresie dojrzewania wpływa na pracę mózgu i sprawia, że w wieku dorosłym mogą pojawić się problemy z zapamiętywaniem. Wyniki eksperymentu zostały opublikowane w „Translational Psychiatry”.

Naukowcy posłużyli się modelem zwierzęcym. Młodocianym szczurom podawano normalną karmę i 11% roztwór cukru, porównywalny z dostępnymi w handlu słodkimi napojami. Kiedy zwierzęta dorosły, naukowcy przetestowali ich wspomnienia dwiema różnymi metodami. Jedna metoda testowała pamięć związaną z obszarem mózgu zwanym hipokampem – regionem mózgu istotnym dla uczenia się i zapamiętywania. Druga metoda testowała funkcję pamięci kontrolowaną przez region zwany korą okołowęchową.

Już wcześniej naukowcy donosili, że wysokie spożycie cukru może wywoływać stan zapalny w mózgu, prowadząc do problemów z pamięcią. Badanie z 2016 roku opublikowane w „Behavioural Brain Research” wykazało, że markery zapalne były obecne w hipokampie szczurów karmionych dietą wysokocukrową. Na szczęście przejście na dietę bogatą w produkty o niskim indeksie glikemicznym, ograniczenie cukru oraz suplementacja kwasów tłuszczowych omega-3 i kurkuminy pomaga odwrócić ten stan i poprawić pamięć.

Parabacteroides – bakterie jelitowe skorelowane z upośledzeniem funkcji poznawczych

Badanie jest pierwszym, które pokazuje, jak specyficzna zmiana mikrobiomu jelitowego może zmienić funkcję określonego obszaru mózgu.

Dodatkowe analizy wykazały, że wysokie spożycie cukru doprowadziło do podwyższonego poziomu pewnych bakterii w mikrobiomie jelitowym. Chcąc zidentyfikować mechanizm, za pomocą którego bakterie mogą wpływać na procesy pamięciowe, naukowcy przeprowadzili kolejny eksperyment. Przeszczepili bakterie Parabacteroides wyhodowane w laboratorium do jelit dorastających szczurów, które piły tylko wodę. Zwierzęta te nie radziły sobie dobrze zarówno w zadaniach pamięciowych zależnych od hipokampa, jak i niezależnych od hipokampa.

”Możliwe, że im więcej tej bakterii, tym bardziej negatywnie wpływa na substraty neuronalne, które są zaangażowane w neurokognicję” – dodaje Scott Kanoski z University of Southern California, który jest współautorem badania. Wcześniejsze badania na myszach potwierdziły, że tzw. dieta zachodnia bogata w tłuszcze nienasycone i tłuszcze zmienia przepuszczalność jelit i sprawia, że mózg jest bardziej podatny na toksyny wytwarzane przez bakterie jelitowe.

Badania molekularne

W trzecim etapie naukowcy zbadali aktywność genów w hipokampie. Porównali szczury, które piły słodzony napój, z tymi, które piły tylko wodę oraz ze zwierzętami, którym przeszczepiono bakterie jelitowe. Aktywność genów zmieniła się z u szczurów, które spożywały napoje słodzone, jak i u szczurów, którym przeszczepiono Parabacteroides. Geny, na które miało to wpływ, kontrolują przekaźnictwo neuronalne i wewnętrznie wysyłane sygnały molekularne.