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带益生元的婴儿配方可以改善学习和记忆

发布时间:2018-05-14    点击量:16

伊利诺伊大学的研究人员发现,婴儿配方奶粉中的益生元可以改善学习和记忆能力,改变大脑的化学反应。学分:伊利诺斯大学Lauren D. Quinn

在过去的十年中,几乎每一个成为父母的美国人都听到了这样的口号:“母乳是最好的”,并且很可能被鼓励为新生儿提供母乳。除此之外,母乳含有益生元的天然来源:小而难消化的纤维分子,促进宝宝肠道内好菌的生长。但对许多家庭来说,母乳喂养是困难的或不可能的。幸运的是,在伊利诺伊大学研究人员的帮助下,现代婴幼儿配方奶粉更接近真实。

在最近一项来自IU的仔猪营养与认知实验室的研究中,科学家与仔猪共同研究了婴儿配方奶粉中包含的益生元能够增强记忆力和探索行为。

“当我们在配方中提供益生元时,我们的结果证实,我们不仅可以使已知的肠道健康受益,而且还可以影响大脑发育,”营养科学部动物科学系副教授Ryan Dilger说。 ,以及I的U的神经科学计划。“我们实际上可以通过影响结肠中的细菌来改变仔猪学习和记忆的方式。”

与小鼠和大鼠相比,仔猪被广泛认为是对人类婴儿更有益的模型;他们的消化系统,行为反应和大脑发育与人类婴儿非常相似。因此,研究人员越来越多地转向仔猪测试与人类健康有关的临床前试验中的假说,特别是在肠道微生物和大脑发育的背景下。

“在人类的肠胃轴方面没有太多的工作,但很多啮齿动物的工作正在显示这些关系。这是一个与人类婴儿更接近的动物模型,并询问这种联系是否仍然存在,以及我们是否可以梳理出可能的机制,“斯蒂芬弗莱明说,该研究的第一作者和神经科学计划的博士生在我的U。

2016年初,Dilger和他的同事们与仔猪一起工作,表明包括益生元在内的创新配方成分的组合可能在大脑发育和行为中发挥作用。在他们的新研究中,该团队仅关注益生元的作用。

从生命的第二天开始,给小猪提供以牛奶为基础的婴儿配方奶粉,其中补充有聚葡萄糖(PDX),一种具有益生元活性的合成碳水化合物和低聚半乳糖(GOS),一种天然存在的益生元。当仔猪25日龄时,弗莱明带他们进行了几次学习,记忆和压力测试。 33天后,收集血液,脑和肠组织用于分析。

学习和记忆测试让仔猪有机会玩狗玩具:他们之前看到过的玩具和一款全新的玩具。如果他们花更多时间在新玩具上,这表明仔猪认为它是新的并且更喜欢它。这种“新颖的物体识别”测试改进了啮齿动物研究中常用的经典迷宫测试。

“如果你想测试记忆力,这个测试更接近我们对婴儿所做的事情。毕竟,我们通常不会在迷宫中训练婴儿,“弗莱明说。 “我们从以前的研究中知道这项测试适用于猪,但这是第一个在营养环境中使用它的例子。”

喂食PDX和GOS的猪比没有接受益生元补充剂的猪花更多的时间玩新物品。对新奇物体的偏好,表明了自然的好奇心,是健康大脑发育的一个标志,并指向学习和记忆的积极发展。

当益生元以他们应该的方式工作时,好的细菌会大量增加。一种方法是查看代谢终产物 - 挥发性脂肪酸(VFAs) - 在消化益生元纤维期间由细菌排泄。

“挥发性脂肪酸是益生元是否对整个细菌种群产生影响的全球指标。例如,我们可能希望看到乳酸菌和其他有益菌产生丁酸的增加,“Dilger解释说。接受PDX和GOS的猪与对照猪相比,结肠,血液和脑中的挥发性脂肪酸(VFA)浓度发生了变化。

最近的证据表明,细菌VFA可能会进入血液并前往大脑,在那里它们可能会影响情绪和行为。

“我们发现,是的,VFA被吸收到喂食PDX / GOS的猪的血液中。而且,是的,他们确实进入了大脑,“弗莱明解释说。 “但是当我们研究这些VFA和我们的行为测试结果之间的关系时,似乎没有明确的联系。”

另一个惊喜是喂食益生元的猪的大脑中的血清素减少。 “当你听到较少的5-羟色胺时,有一个直接的反应说:'那很糟糕,'”弗莱明说。不必要;这些猪在进行压力测试时没有比对照猪表现出更大的焦虑,或者在进行学习和记忆测试时表现出较差的表现。研究人员推测,益生元可能会改变色氨酸水平,血清素的氨基酸前体,但现在说还为时过早。

虽然需要做更多的工作来解决余下的问题,但该研究增加了越来越多的研究表明,肠道和大脑之间存在着强大且可能可修改的联系:婴儿配方奶粉制造商应该强烈考虑的一个环节。

“有很多方法可以改变微生物群的组成,并且它们可以有很强的益处。 Dilger说,促进良好的'肠道健康'仍然是营养领域的重点。

出版物:Stephen A. Fleming等人,“膳食聚葡萄糖和低聚半乳糖增加探索行为,改善识别记忆,并改变幼猪的神经化学”,营养神经科学,2017; DOI:10.1080 / 1028415X.2017.1415280

资料来源:伊利诺伊大学Lauren D. Quinn

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