Układ pokarmowy pomaga zapamiętywać

Sygnały przesyłane z jelit do mózgu za pośrednictwem nerwu błędnego mogą przyczyniać się do tworzenia wspomnień – wynika z badania, które publikuje czasopismo „Nature Communications. Odkrycie to może pomóc zrozumieć, dlaczego tzw. dieta zachodnia w dłuższym okresie może szkodzić pamięci.

Zdolność do zapamiętywania kojarzona jest niemal wyłącznie z mózgiem. Najnowsze badanie prowadzone pod kierunkiem prof. Scotta Kanoskiego z University of Southern California w Los Angeles (USA) wykazało jednak, że istotną rolę w zapamiętywaniu, zwłaszcza doświadczeń związanych z jedzeniem, mogą odgrywać również nasze jelita.

Badania prowadzono na samcach szczurów. Gdy gryzonie spożywały pożywne (kaloryczne) jedzenie, neurony przesyłające sygnały do hipokampa – obszaru mózgu kluczowego dla procesów uczenia się i zapamiętywania – uwalniały większe ilości substancji chemicznej zwanej acetylocholiną. Jest to neuroprzekaźnik, który wspomaga tworzenie się wspomnień i pomaga mózgowi utrwalać nowe doświadczenia.

Na uwalnianie acetylocholiny wpływały sygnały przesyłane z jelit za pośrednictwem nerwu błędnego. Jest to kluczowy szlak komunikacyjny łączący układ pokarmowy z mózgiem. Od dawna wiadomo było, że nerw błędny pomaga regulować proces trawienia, a także odczuwanie głodu i sytości.

Kiedy naukowcy przerwali tę komunikację, poziom acetylocholiny nie wzrastał, a szczury osiągały gorsze wyniki w testach, w których miały zapamiętać miejsce, gdzie niedawno znalazły pożywienie.

Badacze odkryli również, że obszary mózgu odpowiedzialne za procesy pamięciowe reagowały przede wszystkim na składniki odżywcze zawarte w pożywieniu, a nie tylko na jego przyjemny smak. U szczurów spożywających cukier lub tłuszcz zaobserwowano silną aktywność mózgu związaną z zapamiętywaniem. U zwierząt, którym podawano płyny o słodkim smaku, lecz niskiej lub zerowej kaloryczności, nie odnotowano takiej reakcji. Sugeruje to, że mózg reaguje na rzeczywistą wartość odżywczą pokarmu, a nie tylko na jego smak.

„Uważamy, że mechanizm ten prawdopodobnie wyewoluował, aby pomagać zwierzętom w zapamiętywaniu kluczowych informacji o źródłach pożywienia” – skomentował Logan Lauer, główny autor badania, doktorant w laboratorium prof. Kanoskiego. Jak wyjaśnił, zapamiętanie miejsc, w których wiosną jako pierwsze kiełkują określone rośliny, może pomóc głodnym zwierzętom w znalezieniu cennych składników odżywczych. Sygnały płynące z przewodu pokarmowego informują mózg: „Ten posiłek dostarczył wartościowych składników odżywczych, więc zapamiętaj, gdzie i w jaki sposób go zdobyłeś”.

Co ciekawe, choć żywność o wysokiej zawartości tłuszczu i cukru pobudzała procesy pamięciowe, to przewlekłe spożywanie takich produktów z czasem pogarszało zapamiętywanie.

U szczurów, które od wczesnego okresu życia były na podobnej diecie, stwierdzano później słabszą komunikację między jelitami a hipokampem. Nawet po wdrożeniu zdrowszego pokarmu zwierzęta te miały osłabione zdolności pamięciowe i gorzej radziły sobie w zadaniach polegających na zapamiętywaniu lokalizacji pokarmu.

Autorzy pracy ocenili, że wyniki te – choć uzyskane w badaniach na szczurach - mogą mieć istotne znaczenie dla zdrowia ludzi. Wiadomo, że otyłość, nieprawidłowa dieta oraz zaburzenia metaboliczne, takie jak cukrzyca, wiążą się z pogorszeniem funkcji poznawczych. Nowe badania wskazują na jedną z przyczyn tego zjawiska: stałe spożywanie niezdrowej żywności może zakłócać komunikację między jelitami a mózgiem.

Badanie to może również rzucić nowe światło na choroby neurodegeneracyjne. Jak przypomniał prof. Kanoski, spadek liczby neuronów produkujących acetylocholinę w hipokampie jest jedną z najwcześniejszych zmian neurochemicznych w chorobie Alzheimera. W jego opinii odkrycie, że produkcję acetylocholiny można wzmacniać dzięki sygnałom płynącym z jelit przez nerw błędny, może być wykorzystane w poszukiwaniu nowych metod terapeutycznych, takich jak np. stymulacja nerwu błędnego.

Odkrycie to stwarza również szanse na opracowanie nowych metod leczenia, które wzmacniałyby komunikację między jelitami a mózgiem. Terapie stymulujące nerw błędny lub poprawiające kondycję jelit mogłyby potencjalnie pomóc w ochronie funkcji poznawczych, w tym zdolności pamięciowych, oceniają badacze.

Ich zdaniem obecnie potrzeba więcej badań, aby zweryfikować, czy te same mechanizmy występują u ludzi. (PAP)

jjj/ zan/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.

Czytaj cały artykuł u źródła — Nauka w Polsce