Translational Psychiatry：还在给孩子吃糖吗？青少年常喝含糖饮料会损害学习和记忆能力
2021-04-02 MedSci原创 MedSci原创
这表明饮食对肠道微生物群的影响也可能影响进食行为和能量平衡相关的认知过程。
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儿童是糖的最高消费者，即使高糖饮食与肥胖、心脏病甚至记忆功能受损等健康影响有关。然而，关于童年时期高糖摄入对大脑发育的影响，尤其是被认为对学习和记忆至关重要的海马体，我们知之甚少。
佐治亚大学的一名教员与南加州大学的一个研究小组合作，领导了一项新的研究，该研究中的啮齿动物模型显示，青春期每天饮用含糖饮料会损害成年期的学习和记忆任务表现。研究小组进一步指出，肠道细菌的变化可能是糖引起记忆障碍的关键。研究结果发表在Translational Psychiatry期刊上。
本研究探讨了早期过量食用添加糖是否会通过肠道微生物群对记忆功能产生负面影响。在青春期发育阶段，给大鼠自由饮用含糖饮料（SSB）。在成年期间评估其记忆功能和焦虑样行为，并进行肠道细菌和脑转录组分析。分类群特异性微生物富集实验检测了糖诱导微生物组变化与神经认知和脑转录组结果之间的功能关系。
结果显示，长期早期糖分摄入损害了成年期海马依赖性记忆功能，但不影响体重或焦虑样行为。青少年时期摄入SSB也会改变肠道微生物组，包括对乙酰半乳杆菌属（P.distasonis和P.johnsonii）中两种与海马功能呈负相关的物种的丰度增加。这些特定细菌类群在青春期大鼠体内的转移富集损害了成年期海马依赖性记忆。
海马转录组分析显示，早期糖分摄入改变了细胞内激酶和突触神经递质信号通路的基因表达，而对乙酰半乳糖苷微生物富集改变了代谢功能、神经退行性疾病和多巴胺能信号通路的基因表达。总的来说，这些结果确定了微生物群失调在介导早期生活不健康饮食因素对海马依赖性记忆功能的有害影响中的作用。
早期糖摄入或靶向性对乙酰半乳糖摄入对海马基因表达的影响
饮食因素是肠道微生物群多样性的关键来源，新证据表明，饮食诱导的肠道微生物群改变可能与神经认知发育的改变有关。本研究结果确定了对乙酰半乳杆菌属的物种，它们在生活早期习惯性地消耗膳食糖，并与海马依赖的记忆表现呈负相关。此外，辅酶类的靶向微生物群富集扰乱了海马和周围皮质依赖的记忆表现。这些发现与之前的文献一致，即生活早期摄入西方饮食因素会损害神经认知结果，并进一步表明，由于生活早期过量摄入糖而导致的肠道细菌改变可能在功能上与饮食模式和认知障碍有关。
海马背侧RNA测序的基因通路分析发现，多种神经生物学通路可能在功能上连接肠道失调与记忆障碍。早期生活糖消耗与几个神经递质突触信号通路(如谷氨酸能和胆碱能)和细胞内信号靶点(如cAMP和MAPK)的改变有关。在富含副类化合物的动物中观察到不同的情况，其中涉及代谢功能(如脂肪酸氧化和支链氨基酸降解)和神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)的基因通路相对于对照组发生了改变。
有趣的是，海马内源性多巴胺信号最近被发现与调节食物摄入和食物相关的情境学习有关，这表明饮食对肠道微生物群的影响也可能影响进食行为和能量平衡相关的认知过程。
参考文献：Emily E. Noble, Christine A. Olson, Elizabeth Davis, Linda Tsan, Yen-Wei Chen, Ruth Schade, Clarissa Liu, Andrea Suarez, Roshonda B. Jones, Claire de La Serre, Xia Yang, Elaine Y. Hsiao, Scott E. Kanoski. Gut microbial taxa elevated by dietary sugar disrupt memory function. Translational Psychiatry, 2021; 11 (1) DOI: 10.1038/s41398-021-01309-7
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