Практически все люди, ставшие родителями, слышат о том, что грудное молоко — лучшая пища для ребенка. Это побуждает многих женщин наладить грудное вскармливание. Известно, что, помимо прочего, грудное молоко является источником натуральных пребиотиков — небольших молекул пищевых волокон, способствующих росту нормальной микрофлоры в кишечнике ребенка. Однако для многих семей грудное вскармливание оказывается трудным или полностью невозможным. В ходе нового исследования ученые Университета Иллинойса (University of Illinois), США, выявили, как максимально приблизить состав молочных смесей к составу грудного молока.
В предыдущих исследованиях, изучая рост и развитие поросят, ученые заметили, что добавление к их питанию пребиотиков приводило к улучшению памяти и усилению исследовательского поведения. Это позволило ученым говорить о том, что включение пребиотиков в состав молочной смеси влияет не только на состояние желудочно-кишечного тракта, но и на развитие головного мозга. Специалисты считают поросят более информативной моделью при изучении детей, чем мыши или крысы, их пищеварительные системы, поведенческие реакции и этапы развития головного мозга во многом сходны. Поэтому ученые часто выбирают поросят для проверки своих гипотез в доклинических исследованиях, особенно если объектом работы является микрофлора кишечника и развитие головного мозга.
В данном исследовании ученые, начиная со 2-го дня жизни, давали поросятам молочную смесь на основе коровьего молока, которая содержала полидекстрозу (ПД), синтетический углевод с пребиотической активностью, и галактоолигосахарид (ГОС) — натуральный пребиотик. Через 25 дней ученые оценили память поросят, их способность к обучению и реакции на стресс-тест, а через 33 дня отобрали кровь, ткани мозга и кишечника на анализы.
Для тестирования обучаемости и памяти поросятам предоставляли возможность играть с игрушками для собак, одна из которых была совершенно новой, а вторую они видели ранее. Если животные уделяли больше внимания новой игрушке, это означало, что они понимали, что она новая. Этот тест «распознавания новых объектов» является улучшенным вариантом классического теста с лабиринтом, который обычно используют в экспериментах с грызунами. Ученые отметили, что поросята, которые с молочной смесью получали ПД или ГОС, больше времени играли с новыми игрушками, чем те, которые не получали пребиотические добавки. Повышенное внимание к новым предметам как показатель естественного любопытства является признаком здорового развития мозга и нормального уровня памяти и уровня обучаемости.
Авторы исследования заметили, что если пребиотики выполняют свою функцию, количество нормальной микрофлоры кишечника быстро увеличивается. Одним из способов оценки данных изменений является анализ конечных метаболических продуктов — летучих жирных кислот (ЛЖК), которые выделяют бактерии при переваривании пребиотических волокон. Оказалось, что у поросят, получавших ПД или ГОС, концентрация ЛЖК в толстом кишечнике, крови и головном мозге была значительно выше, чем у животных, не получавших этих полисахаридов.
В ходе предыдущих исследований ученые определили, что бактериальные ЛЖК могут проникать в кровь и достигать головного мозга, где они потенциально могут влиять на настроение и поведение. В данной работе ученые получили доказательства того, что ЛЖК поступают в головной мозг, но не выявили прямой взаимосвязи между их концентрацией и уровнем памяти и обучаемости. Наибольшей неожиданностью для исследователей стал тот факт, что в головном мозге поросят, получавших ПД или ГОС, снижался уровень серотонина. При этом животные не проявляли больше признаков тревоги при прохождении стресс-теста, чем поросята контрольной группы. Вероятно, пребиотики способствуют изменению уровня триптофана, который является предшественником серотонина, однако это необходимо изучить в следующих исследованиях.
Резюмируя полученные данные, ученые подчеркнули, что, несмотря на то что многие вопросы остались без ответов, им удалось доказать наличие сильной модифицируемой связи между кишечником и головным мозгом. Они полагают, что эту связь необходимо учитывать производителям детских молочных смесей.
- Fleming S.A., Monaikul S., Patsavas A.J. et al. (2017) Dietary polydextrose and galactooligosaccharide increase exploratory behavior, improve recognition memory, and alter neurochemistry in the young pig. Nutrition. Neurosci., Dec. 18 [Epub. ahead of print].
- University of Illinois College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (2018) Prebiotics in infant formula could improve learning and memory and alter brain chemistry. ScienceDaily, Jan. 17 (http://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180117114916.htm).
Юлия Котикович
