Ricerche

Cambiamenti al microbioma intestinale possono compromettere la funzione di memoria associata all'ippocampo del ratto, in figura. (Foto: Tom Deerinck)

Una nuova ricerca mostra che bere bevande zuccherate all'inizio della vita può portare a deterioramento della memoria in età adulta.

Lo studio, pubblicato il 31 marzo su Translational Psychiatry, è anche il primo a mostrare che un cambiamento specifico nel microbioma intestinale (i batteri e gli altri microrganismi che crescono nello stomaco e nell'intestino) può modificare la funzione di una particolare regione del cervello.

Secondo i Centers for Disease Control and Prevention, le bevande addolcite da zucchero sono una delle fonti principali di zuccheri aggiunti nell'alimentazione degli americani. Quasi due terzi dei giovani negli Stati Uniti consumano almeno una bevanda zuccherata al giorno.

Il neuroscienziato Scott Kanoski, professore associato di scienze biologiche della University of Southern California, sta studiando da anni il legame tra dieta e funzione cerebrale. La sua ricerca ha dimostrato che il consumo di bevande zuccherate deteriora la funzione della memoria nei ratti e che quelle stesse bevande cambiano il microbioma intestinale.

Nell'attuale studio, Kanoski e altri ricercatori dell'UCLA e dell'Università della Georgia, hanno cercato di scoprire se esiste un collegamento diretto tra i cambiamenti nel microbioma e il funzionamento della memoria. Gli scienziati hanno dato a dei ratti adolescenti libero accesso a una bevanda addolcita da zucchero simile a quelle che bevono gli umani.

Quando, dopo circa un mese, i ratti sono diventati adulti, i ricercatori hanno testato i loro ricordi usando due metodi diversi. Un metodo ha testato la memoria associata a una regione del cervello chiamata ippocampo. L'altro metodo ha testato la funzione della memoria controllata da una regione chiamata corteccia peririnale.

I ricercatori hanno scoperto che, rispetto ai ratti che bevevano solo acqua, i ratti che consumavano bevanda zuccherata avevano più difficoltà con la memoria che usa l'ippocampo. Il consumo di zucchero non ha influenzato i ricordi prodotti dalla corteccia peririnale.

"Il consumo di zucchero in gioventù sembra compromettere selettivamente l'apprendimento e la memoria dell'ippocampo", ha detto la prima autrice dello studio Emily Noble, assistente professoressa dell'UGA ed ex postdottorato dell'USC.

Gli scienziati hanno quindi controllato il microbioma intestinale dei ratti e hanno trovato differenze tra quelli che bevevano la bevanda dolce e quelli che bevevano acqua. I bevitori di zucchero avevano popolazioni più ampie di due particolari specie di batteri intestinali: Parabacteroides distasonis e Parabacteroides johnsonii.

I ricercatori si sono quindi chiesti se i batteri Parabacterides possono, senza l'aiuto dello zucchero, influenzare la funzione di memoria dei ratti. Hanno trapiantato batteri Parabacteroides coltivati ​​in laboratorio nello stomaco di ratti adolescenti che bevevano solo acqua. I ratti che hanno ricevuto i batteri hanno mostrato un deterioramento della memoria nell'ippocampo quando sono arrivati all'età adulta, proprio come i ratti che bevevano la bevanda zuccherata.

Gli scienziati hanno anche scoperto che, a differenza dei ratti che bevevano zucchero, i ratti che avevano avuto il trapianto hanno mostrato anche il deterioramento della memoria nella corteccia peririnale. Questa differenza fornisce ulteriori prove che la funzione alterata del cervello, associata alla dieta, può effettivamente essere radicata nelle modifiche al microbioma intestinale.

Gli studi precedenti avevano trapiantato l'intero microbioma intestinale da un gruppo di animali all'altro, producendo modifiche simili alla funzione cerebrale. Tuttavia, questo studio è tra i primi a farlo solo con due specie specifiche.

"È stato sorprendente riuscire a replicare sostanzialmente il deterioramento della memoria associato al consumo di zucchero non trasferendo l'intero microbioma, ma semplicemente arricchendo una singola popolazione batterica intestinale", ha detto Kanoski, che è l'autore senior dello studio.

Infine, gli scienziati hanno esaminato l'attività dei geni nell'ippocampo, confrontando i ratti che bevevano la bevanda zuccherata con quelli che bevevano solo acqua, e i bevitori d'acqua con quelli trapiantati con Parabacteroides.

L'attività genica è realmente cambiata sia nei ratti che hanno consumato le bevande zuccherate che in quelli trapiantati con Parabacteroides. I geni influenzati controllano come le cellule nervose trasmettono segnali elettrici ad altre cellule nervose e come inviano segnali molecolari internamente.

I risultati di questo studio confermano un collegamento diretto, a livello molecolare, tra il microbioma intestinale e le funzioni del cervello.

Negli studi futuri, Kanoski e i ricercatori sperano di determinare se, cambiando abitudini, come seguire una dieta più sana o fare più esercizio, può invertire il danno alla memoria causato da un elevato consumo di zucchero in gioventù.