Nieuw onderzoek laat zien hoe het drinken van suikerhoudende dranken op jonge leeftijd kan leiden tot een verminderd geheugen op volwassen leeftijd. De studie, gepubliceerd in Translational Psychiatry, is ook de eerste die laat zien hoe een specifieke verandering in de darmflora – de bacteriën en andere micro-organismen die in de maag en darmen groeien – de functie van een bepaald gebied van de hersenen kan beïnvloeden.
Volgens de Centers for Disease Control and Prevention zijn met suiker gezoete dranken een belangrijke bron van toegevoegde suikers in de voeding. Bijna tweederde van de jonge mensen in de Verenigde Staten consumeert elke dag minstens één suikerhoudende drank. Neurowetenschapper Scott Kanoski, universitair hoofddocent biologische wetenschappen aan het USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, heeft jarenlang het verband tussen voeding en hersenfunctie bestudeerd. Zijn onderzoek heeft aangetoond dat consumptie van suikerhoudende dranken de geheugenfunctie bij ratten schaadt en dat diezelfde dranken de darmflora veranderen. In de huidige studie zochten Kanoski en onderzoekers van UCLA en de Universiteit van Georgia, Athene, uit of er een direct verband bestaat tussen veranderingen in het microbioom en de geheugenfunctie.
De wetenschappers gaven adolescente ratten een met suiker gezoete drank die vergelijkbaar is met die welke mensen drinken. Toen de ratten na ongeveer een maand volwassen werden, testten de onderzoekers hun geheugen op twee verschillende manieren. Een methode testte het geheugen dat verband houdt met een hersengebied dat de hippocampus wordt genoemd. De andere methode testte de geheugenfunctie die wordt gestuurd door een gebied dat de perirhinale cortex wordt genoemd.
De onderzoekers ontdekten dat, in vergelijking met ratten die alleen water dronken, de ratten die veel suikerhoudende drank consumeerden, meer moeite hadden met geheugen dat de hippocampus gebruikt. Suikerconsumptie had geen invloed op de herinneringen gemaakt door de perirhinale cortex.
“Suikerconsumptie op jonge leeftijd leek hun hippocampus leren en geheugen selectief te schaden”, zei hoofdauteur Emily Noble, assistent-professor aan het UGA College of Family and Consumer Sciences en voormalig postdoctoraal fellow bij USC Dornsife. De wetenschappers controleerden vervolgens de darmmicrobiomen van de ratten en vonden verschillen tussen degenen die de zoete drank dronken en degenen die water dronken. De suikerdrinkers hadden grotere populaties van twee specifieke soorten darmbacteriën: Parabacteroides distasonis en Parabacteroides johnsonii.
De onderzoekers vroegen zich vervolgens af of de Parabacteroides-bacterie zonder suiker de geheugenfunctie van de ratten zou kunnen beïnvloeden. Ze transplanteerden Parabacteroides-bacteriën die in het laboratorium waren gekweekt in de ingewanden van adolescente ratten die alleen water dronken. De ratten die de bacteriën hadden gekregen, vertoonden geheugenstoornissen in de hippocampus toen ze volwassen werden, ongeveer hetzelfde als de suikerdrinkende ratten.
De wetenschappers ontdekten ook dat, in tegenstelling tot de suikerdrinkende ratten, de getransplanteerde ratten ook geheugenstoornissen vertoonden in de perirhinale cortex. Dit verschil levert verder bewijs dat een veranderde hersenfunctie die verband houdt met een dieet mogelijk zijn oorsprong vindt in veranderingen in het darmmicrobioom.
Eerdere studies hebben het hele darmmicrobioom van de ene groep dieren naar de andere getransplanteerd, waardoor vergelijkbare veranderingen in de hersenfunctie ontstaan. Deze studie is echter één van de eersten die dit doet met slechts twee specifieke soorten.
“Het was voor ons verrassend dat we de geheugenstoornissen die gepaard gaan met suikerconsumptie in wezen konden repliceren, niet door het hele microbioom over te dragen, maar door simpelweg één enkele bacteriepopulatie in de darm te verrijken”, aldus Kanoski, corresponderend auteur.
Ten slotte onderzochten de wetenschappers de activiteit van genen in de hippocampus, door ratten die de suikerhoudende drank dronken te vergelijken met degenen die alleen water dronken, en waterdrinkers te vergelijken met degenen die waren getransplanteerd met Parabacteroides.
De genactiviteit veranderde in feite zowel bij de ratten die de met suiker gezoete dranken consumeerden als bij de ratten die waren getransplanteerd met Parabacteroides. De genen die werden beïnvloed, bepalen hoe zenuwcellen elektrische signalen doorgeven aan andere zenuwcellen en hoe ze intern moleculaire signalen verzenden.
De resultaten van deze studie bevestigen een directe link, op moleculair niveau, tussen het darmmicrobioom en de hersenfunctie.
In toekomstige studies hopen Kanoski en de onderzoekers te bepalen of veranderende gewoonten, zoals gezonder eten of meer bewegen, de schade aan het geheugen die wordt veroorzaakt door verhoogde suikerconsumptie eerder in het leven, kunnen ongedaan maken.
Vertaling persbericht: Andre Teirlinck