В недавнем исследовании, проведенном Лабораторией питания и познания поросят в Университете I, ученые работали с поросятами, чтобы показать, что пребиотики, входящие в состав детской смеси, могут улучшить память и исследовательское поведение.«Когда мы предоставляем пребиотики в смеси, наши результаты подтверждают, что мы можем не только принести пользу здоровью кишечника, о чем известно, но и повлиять на развитие мозга», — говорит Райан Дилджер, доцент кафедры зоотехники, отделения диетологии. , и Программа неврологии в Университете I. «Мы действительно можем изменить способ обучения и запоминания поросят, воздействуя на бактерии в толстой кишке».Поросята широко считаются более информативной моделью для человеческих младенцев, чем мыши и крысы; их пищеварительная система, поведенческие реакции и развитие мозга удивительно похожи на человеческие младенцы.
Поэтому исследователи все чаще обращаются к поросятам для проверки гипотез в доклинических испытаниях, связанных со здоровьем человека, особенно в контексте кишечных микробов и развития мозга.«Не было много работы по изучению оси кишечник-мозг у людей, но большая работа на грызунах демонстрирует эти связи.
Это переносится на животную модель, которая намного ближе к человеческим младенцам, и спрашивает, не эта связь все еще существует, и если мы сможем выявить возможные механизмы », — говорит Стивен Флеминг, ведущий автор исследования и докторант программы нейробиологии Университета И.В начале 2016 года Дилгер и его коллеги работали с поросятами, чтобы показать, что сочетание инновационных компонентов формулы, включая пребиотики, может играть роль в развитии мозга и поведении. В своем новом исследовании команда сосредоточилась исключительно на влиянии пребиотиков.
Начиная со второго дня жизни поросятам давали детскую смесь на основе коровьего молока с добавлением полидекстрозы (PDX), синтетического углевода с пребиотической активностью, и галактоолигосахарида (GOS), пребиотика природного происхождения. Когда поросятам исполнилось 25 дней, Флеминг провел их через несколько тестов на обучение, память и стресс. Через 33 дня кровь, ткани головного мозга и кишечника были собраны для анализа.Тест на обучение и память дал поросятам возможность поиграть с игрушками для собак: одной, которую они видели раньше, и одной совершенно новой игрушкой.
Если они проводили больше времени с новой игрушкой, это указывало на то, что поросенок узнал ее как новую и предпочел ее. Этот тест на «распознавание нового объекта» улучшает классические тесты лабиринта, обычно используемые в исследованиях на грызунах.«Если вы пытаетесь проверить память, этот тест ближе к тому, что мы делаем с младенцем.
В конце концов, мы обычно не обучаем детей лабиринту», — говорит Флеминг. «Из предыдущих исследований мы знаем, что этот тест работает на свиньях, но это первый опубликованный пример его использования в контексте питания».Свиньи, которых кормили PDX и GOS, проводили больше времени, играя с новыми предметами, чем свиньи, которые не получали пребиотические добавки. Пристрастие к новым предметам, проявление естественного любопытства, является признаком здорового развития мозга и указывает на положительное развитие обучения и памяти.Когда пребиотики работают должным образом, количество хороших бактерий увеличивается.
Один из способов узнать об этом — посмотреть на конечные продукты метаболизма — летучие жирные кислоты (ЛЖК) — выделяемые бактериями во время переваривания пребиотических волокон.«Летучие жирные кислоты являются глобальным индикатором того, повлияли ли пребиотики на общую популяцию бактерий.
Например, мы можем захотеть увидеть увеличение количества лактобацилл и других полезных бактерий, которые производят бутират», — объясняет Дилгер. Концентрации летучих жирных кислот (ЛЖК) в толстой кишке, крови и головном мозге были изменены у свиней, получавших PDX и GOS, по сравнению с контрольными свиньями.
Недавние данные свидетельствуют о том, что бактериальные ЛЖК могут попадать в кровь и перемещаться в мозг, где они потенциально могут влиять на настроение и поведение.«Мы обнаружили, что да, ЛЖК всасываются в кровь свиней, которых кормили PDX / GOS.
И да, они попадают в мозг», — объясняет Флеминг. «Но когда мы посмотрели на взаимосвязь между этими VFA и результатами наших поведенческих тестов, оказалось, что четкой связи не было».Еще одним сюрпризом стало снижение уровня серотонина в головном мозге свиней, получавших пребиотик. «Когда вы слышите меньше серотонина, вы сразу же говорите:« Ну, это плохо », — говорит Флеминг. Не обязательно; эти свиньи не проявляли большего беспокойства, чем контрольные свиньи, во время стресс-теста или более низкой производительности при тестировании на обучение и память. Исследователи предполагают, что пребиотики могут изменять уровень триптофана, предшественника аминокислоты серотонина, но пока рано говорить об этом.
Хотя для решения остающихся вопросов требуется дополнительная работа, исследование дополняет растущее количество исследований, предполагающих сильную и потенциально изменяемую связь между кишечником и мозгом: связь, которую производители детских смесей должны серьезно учитывать.«Есть так много способов, которыми мы можем изменить состав микробиоты, и они могут иметь очень сильные преимущества.
Содействие хорошему« здоровью кишечника »остается важным направлением в области питания», — говорит Дилджер.