イリノイ大学の研究者は、乳児用調合乳のプレバイオティクスが学習と記憶を改善し、脳の化学的性質を変える可能性があることを発見しました.クレジット:Lauren D. Quinn、イリノイ大学
過去 10 年間に親になったほぼすべてのアメリカ人は、「母乳が一番」というスローガンを耳にし、新生児に母乳を与えるよう奨励されてきた可能性があります。とりわけ、母乳にはプレバイオティクスの天然源が含まれています。プレバイオティクスとは、赤ちゃんの腸内で善玉菌の増殖を促進する消化されにくい小さな繊維分子です。しかし、多くの家族にとって、母乳育児は困難または不可能です。幸いなことに、現代の乳児用調合乳は、イリノイ大学の研究者の助けを借りて本物に近づきつつあります.
U of I の Piglet Nutrition and Cognition Lab の最近の研究では、科学者は子豚を対象に、乳児用調合乳に含まれるプレバイオティクスが記憶と探索行動を強化できることを示しました。
「調合乳でプレバイオティクスを提供すると、知られている腸の健康に役立つだけでなく、脳の発達にも影響を与えることができることが、この結果によって確認されています」 、U of I の神経科学プログラム。「結腸内のバクテリアに影響を与えることで、子豚の学習方法と記憶方法を実際に変えることができます。」
子豚は、マウスやラットよりも人間の乳児にとってより有益なモデルであると広く考えられています。彼らの消化器系、行動反応、および脳の発達は、人間の乳児と非常に似ています。したがって、研究者は、特に腸内微生物と脳の発達に関連して、人間の健康に関連する前臨床試験で仮説を検証するために子豚にますます注目しています。
「人間の腸脳軸を調べた研究はあまりありませんが、げっ歯類の多くの研究がそれらの関係を示しています。これは、人間の乳児にはるかに近い動物モデルにそれを取り入れ、その関係がまだ存在するかどうか、可能なメカニズムを解き明かすことができるかどうかを尋ねています」と、研究の筆頭著者であり、神経科学プログラムの博士課程の学生であるスティーブン・フレミングは述べています。
2016 年初頭、Dilger と彼の同僚は、子豚を対象に、プレバイオティクスを含む革新的な配合成分の組み合わせが、脳の発達と行動に役割を果たす可能性があることを示しました。新しい研究では、チームはプレバイオティクスの効果のみに集中しました。
生後 2 日目から、子豚には、プレバイオティクス活性を持つ合成炭水化物であるポリデキストロース (PDX) と天然のプレバイオティクスであるガラクトオリゴ糖 (GOS) を添加した牛乳ベースの乳児用調合乳が与えられました。子豚が生後 25 日になったとき、フレミングは子豚にいくつかの学習、記憶、およびストレス テストを実施しました。 33 日後、分析のために血液、脳、腸組織が採取されました。
学習と記憶のテストでは、子豚に犬のおもちゃで遊ぶ機会を与えました。彼らが新しいおもちゃでより多くの時間を過ごした場合、それは子豚がそれを新しいものとして認識し、それを好んだことを示していました.この「新規オブジェクト認識」テストは、げっ歯類の研究で一般的に使用される従来の迷路テストを改善します。
「記憶力をテストしようとしているのなら、このテストは乳児に対して行うものに近いものです。結局のところ、迷路で幼児を訓練することは通常ありません」とフレミングは言います。 「これまでの研究から、この検査が豚に有効であることはわかっていますが、これは栄養学の文脈で使用した最初の公開された例です。」
PDX と GOS を与えられた豚は、プレバイオティック サプリメントを与えられなかった豚よりも、新しいもので遊ぶ時間が長くなりました。自然な好奇心の表れである新しいオブジェクトへの好みは、健康な脳の発達の兆候であり、学習と記憶の前向きな発達を示しています.
プレバイオティクスが正常に機能すると、善玉菌が豊富に増えます。見分ける方法の 1 つは、代謝の最終産物である揮発性脂肪酸 (VFA) を観察することです。これは、プレバイオティクス繊維の消化中に細菌によって排泄されます。
「揮発性脂肪酸は、プレバイオティクスが細菌全体に影響を与えたかどうかを示す世界的な指標です。たとえば、酪酸を生成するラクトバチルスやその他の有益なバクテリアの増加を見たいと思うかもしれません」とディルガーは説明します.結腸、血液、および脳内の揮発性脂肪酸 (VFA) 濃度は、対照の豚と比較して、PDX および GOS を投与された豚で変化しました。
最近の証拠は、細菌の VFA が血液に入り込み、脳に移動して、気分や行動に影響を与える可能性があることを示唆しています.
「はい、VFA は PDX/GOS を与えられた豚の血液に吸収されることがわかりました。そして、はい、それらは脳に入ります」とフレミングは説明します。 「しかし、これらの VFA と行動テストの結果との関係を調べたところ、明確な関係はないように見えました。」
別の驚きは、プレバイオティクスを与えられた豚の脳のセロトニンの減少でした. 「セロトニンの量が減ると、すぐに『それはまずい』と反応します」とフレミングは言います。必ずしも;これらのブタは、ストレステスト中にコントロールブタよりも大きな不安を示さなかったり、学習および記憶テストを与えられたときにパフォーマンスが低下したりしませんでした.研究者たちは、プレバイオティクスがセロトニンのアミノ酸前駆体であるトリプトファンのレベルを変化させる可能性があるという仮説を立てていますが、それを言うには時期尚早です.
残りの問題に取り組むにはさらに多くの作業が必要ですが、この研究は、腸と脳の間の強力で潜在的に修正可能な関連性を示唆する研究の増加に追加されます:乳児用調合乳のメーカーは、この関連性を強く考慮する必要があります.
「微生物叢の組成を変更する方法はたくさんあり、それらは非常に強力なメリットをもたらします。良好な「腸の健康」を促進することは、栄養学の分野において依然として強い焦点となっています」とディルガーは言います.
出版物:Stephen A. Fleming, et al., 「食用ポリデキストロースとガラクトオリゴ糖は探索行動を増加させ、認識記憶を改善し、若い豚の神経化学を変化させる」、Nutritional Neuroscience、2017; doi:10.1080/1028415X.2017.1415280
