Uppgradering av modersmjölksersättning: Prebiotika kan öka minnet
Genom att lägga prebiotika till modersmjölksersättning har en grupp forskare förbättrat smågrisarnas kognitiva prestanda. Resultaten stöder tidigare arbete och föreslår en viktig roll för prebiotika i hjärnans utveckling.
Den som har fått barn kommer att ha hört frasen "bröst är bäst." Det här är givet, men av en rad olika anledningar kan inte alla mammor amma sitt barn.
Av denna anledning är det viktigt att modersmjölksersättning ger bästa möjliga start i livet och efterliknar den otroliga förmågan hos bröstmjölk så nära som möjligt.
Modersmjölksersättning är redan ett bra substitut, men det finns alltid utrymme för förbättringar när du tävlar mot Moder Natur.
Bröstmjölk innehåller naturligt prebiotika, som är små, osmältbara fibermolekyler; de ger en välkomnande miljö för tarmbakterier.
Att ha tarmen koloniserad av bakterier tidigt i livet är viktigt för immunsystemet som utvecklas och hjälper till att förhindra infektioner. Studier har också visat att tillsats av prebiotika till modersmjölksersättning kan hjälpa till att förbättra tarmfunktionen och minska allergier.
En nyligen genomförd studie från University of Illinois Piglet Nutrition and Cognition Lab undersökte vilka effekter som tillför prebiotika till modersmjölksersättning kan ha på grisar. Specifikt ville de veta om det skulle förbättra minnet och utforskande beteende.
Varför studera grisar?
Att använda råttor och möss för att undersöka läkemedel eller biologiska mekanismer är en välkänd och otroligt användbar metod. Smågrisar liknar dock människobarn än gnagare. Deras beteende, matsmältningssystem och till och med hur hjärnan utvecklas liknar oss mycket mer än vi på råttor.
Även om det kan verka konstigt att lägga fiber till en grisas diet för att förändra hjärnans funktion, finns det redan bevis på att våra tarmbakterier spelar en inflytelserik roll i vårt sinne och humör.
En av forskarna, Stephen Fleming, säger: "Det har inte varit mycket arbete med att titta på tarm-hjärnaxeln hos människor, men mycket gnagararbete visar dessa kopplingar." I en studie visade till exempel gnagare som matade prebiotika kort efter födseln ökade positiva sociala interaktioner och förbättrat minne.
"Detta tar det till en djurmodell som är mycket närmare mänskliga spädbarn och frågar om den anslutningen fortfarande finns och om vi kan reta ut möjliga mekanismer."
Stephen Fleming, huvudförfattare
Den senaste studien, publicerad i tidskriften Nutritional Neuroscience, följer på forskning från samma forskare 2016. I sin tidigare artikel drog de slutsatsen att tillsats av nya ingredienser till formeln, inklusive prebiotika, kan påverka hjärnans utveckling och beteende.
Smågrisar och modersmjölksersättning
För den nya forskningen matades två dagar gamla smågrisar modersmjölksersättning baserad på komjölk kompletterad med galaktooligosackarid (GOS), en naturligt förekommande prebiotisk och polydextros (PDX), ett syntetiskt kolhydrat med prebiotisk aktivitet.
När smågrisarna var 25 dagar gamla fick de gå igenom sina steg i en rad inlärnings-, minne- och stresstester. Efter 33 dagar uppsamlades blod, hjärna och tarmvävnad för undersökning.
För att testa sitt minne använde forskarna ett ”nytt igenkänningstest”. Grisarna fick hundleksaker att leka med; de fick en helt ny leksak och en som de sett tidigare. Om grisen tillbringade mer tid med den nya leksaken, togs det som en indikation på att de kände igen det som nytt och därför föredrog det.
Fleming förklarar varför denna typ av test är användbart:
”Om du försöker testa för minne är det här testet närmare vad vi skulle göra med ett spädbarn. När allt kommer omkring tränar vi vanligtvis inte spädbarn på labyrinter. Vi vet att från tidigare forskning fungerar detta test för grisar, men detta är det första publicerade exemplet på att använda det i ett näringskontext. ”
De fann att grisar som fick PDX- och GOS-förbättrad formel tillbringade mer tid på att leka med den nya leksaken än de som fick standardformel. Detta ansågs innebära att hjärnan var frisk och lärande och minne förbättrades.
Gjorde prebiotiken en skillnad?
För att ta reda på om prebiotika påverkade tarmfloran testade forskarna med avseende på flyktiga fettsyror (VFA). Bakterier utsöndrar VFA när de smälter prebiotika, så ökade nivåer indikerar ökat antal bakterier.
Som förväntat ökade VFA i grisarna som fick PDX och GOS i blod, hjärna och kolon. Det är möjligt att VFA kan vara inblandade i tarmbakteriens inflytande på vår hjärna och vårt beteende.
I den aktuella studien hittades dock inte den förväntade förändringen i stressrelaterat beteende; trots mätning av förändringar i VFA sågs ingen koppling i beteende.
Forskarna blev också förvånade över att upptäcka att i grisarna som matades började de prebiotiska serotoninnivåerna i hippocampus sjunka.
"När du hör mindre serotonin, är det en omedelbar reaktion att säga," Tja, det är dåligt, "säger Fleming. Men så är det inte nödvändigtvis fallet; grisarna visade till exempel ingen större ångest under stresstester. Denna minskning i serotonin kan bero på minskade nivåer av tryptofan, föregångaren till serotonin. Mer forskning behövs för att utforska detta ytterligare.
Även om studien inte kunde hitta en förändring i beteendet, visade de att grisens minne förbättrades av prebiotika. Som en del av det växande beviset på tarmbakteriernas inverkan på hjärnans funktion gör resultaten en intressant läsning.
”Det finns så många sätt att ändra mikrobiotans sammansättning och de kan ha mycket starka fördelar. Att främja god 'tarmhälsa' är fortfarande ett starkt fokus inom näringsområdet, säger studieförfattare Ryan Dilger, docent vid Institutionen för djurvetenskaper vid University of Illinois i Chicago.
Som Dilger säger finns det ett stort intresse för tarmbakteriens inflytande på hjärnan. Mer arbete kommer säkert att följa i heta strävan.
