儿时少吃糖，脑袋更灵光

你是否常常出了门却想起来忘带了什么东西？要做的事情忘诸脑后？激动地想和朋友说一件事情，下一秒却怎么也回想不起来要说什么？追本溯源，这种现象是否在生命早期已有征兆？最新动物模型研究或许可以为此提供一些线索。

「极养^®视界」科普实验室 原创出品

文章｜Zhuoru Chen MS

校稿｜Xinyin PHD, RD   编审｜Haoran PHD

编辑｜Jiaqi Xu BS, RD  设计｜Fay

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难度：★★☆☆☆  类型：综述  字数：2953

文章纲要

• 高糖饮食下，海马体发生了什么？
  

• 高糖饮食下，肠道菌群有了什么变化？
  

• 肠道菌群又对海马体做了什么？
  

• 拒绝糖的诱惑，从小做起！

• 极养视点

研究发现，在大脑快速发育的青少年阶段，高糖饮食会损害海马体的功能^[1]。而海马体担任着短期记忆、长期记忆，以及空间定位的作用。那么，在生命早期摄入的糖是怎么影响到海马体的呢？俗话说，机制难寻，肠道菌群。最近一篇研究就探索了肠道菌群在生命早期高糖与海马体损伤中起的作用。

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01

高糖饮食下，

海马体发生了什么？

···

实验方法

为了探索高糖饮食对海马体的影响，研究者们将21只体重相等的幼年雄性大鼠分成实验组和对照组，在青春期分别给大鼠自由饮用11%质量体积比的单糖溶液（含65%果糖和35%葡萄糖）和反渗透过滤水。成年后用NOIC实验和0迷宫实验分别评估了海马体依赖的情境记忆功能和焦虑样行为。

在另一实验中，12只大鼠分成实验组和对照组，处理同前，用NOR实验和旷场实验分别评估了由周围皮层控制的记忆功能和自主探究活动行为，并测序分析大鼠海马体RNA。

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NOIC实验（Novel Object in Context test）：根据动物识别未曾在特定情境出现过的熟悉物体的能力，衡量海马体依赖的情景记忆功能。

0迷宫实验（zero maze test）：通过测量动物在一环形区域的高护栏区域（心理安全区）和无护栏区域（危险区）的活动比例、进入危险区的次数等量化指标，比较不同个体之间的焦虑（来源于趋利避害的天性和探索未知的欲望）程度。

NOR实验（Novel Object Recognition tasks）：通过测量动物在熟悉与不熟悉的物体上所花费的时间（假设动物会花更多的时间来探索新颖的物体），衡量动物由周围皮层控制的记忆功能。

旷场实验（Open Field tasks）：以实验动物在新奇环境之中某些行为的发生频率和持续时间等，反应实验动物在陌生环境中的自主行为与探究行为，以尿便次数反应其紧张度。

实验结果及意义

在这四项实验中，0迷宫和旷场实验显示实验组和对照组在焦虑程度和自主探究行为上并无显著性差异；NOR实验也是如此，只有NOIC实验显示显著差异，即饮用糖水的大鼠辨别特定环境下的新物体的能力减弱，说明生命早期高糖饮食可针对性地引起成年期海马体依赖的记忆功能受损，而对周围皮层依赖的记忆功能无影响。海马体RNA测序结果显示，早期高糖饮食会影响多种途径，包括神经递质突触信号传导有关的4种通路：多巴胺能、谷氨酸能、胆碱能和血清素能信号传导通路。

02

高糖饮食下，

肠道菌群有了什么变化？

···

在上述实验中，收集了一开始21只大鼠的粪便，进行了16s RNA测序分析，发现高糖饮食组的大鼠粪便中副拟杆菌属中的两种菌（P. distasonis和P. johnsonii）相对丰度显著升高，这一变化与海马体功能呈负相关。也就是说这两种菌的浓度越高，对海马体及记忆能力的伤害就越大。

03

肠道菌群

又对海马体做了什么？

···

实验方法

为了进一步探索早期高糖饮食引起的记忆功能受损是否归因于肠道中副拟杆菌属的富集，研究者们将23只体重相等的幼年雄性大鼠分为对照组、抗生素处理组和副拟杆菌富集组（具体处理见下图），并在成年期全都进行了NOIC、NOR、0迷宫和旷场实验，并测序分析大鼠海马体RNA。

实验结果

同样，0迷宫和旷场实验显示，实验组和对照组在这些方面并无显著性差异，说明副拟杆菌不会对自发活动和焦虑样行为产生影响。但是，无论是与对照组还是抗生素处理组相比，副拟杆菌富集组在NOIC实验中辨别指数显著下降，在NOR实验中探索指数显著下降，说明副拟杆菌的富集不仅损害海马体依赖的记忆功能，还损害了周围皮层依赖的记忆功能。海马体RNA测序结果显示，早期副拟杆菌丰度的增加，显著改变了多巴胺能信号通路，与高糖饮食的效果相似。

04

拒绝糖的诱惑，

从小做起!

···

2013年的调查显示，我国24-71月龄儿童总糖和添加糖平均消费量为每人23.7和21.2克/日^[2]。《中国居民膳食指南（2016）》推荐每人每天添加糖摄入量不超过50克，最好控制在25克以下，这样看来目前我国儿童糖摄入量是在推荐范围之内的。

这篇文章显示生命早期的糖摄入会引起成年记忆功能损害，提示我们：控糖应从小抓起。最新的《美国居民膳食指南（2020-2025）》就已在添加糖上分年龄进行建议：2岁以下不要沾，2岁以上两岁以上不能超过每天供能的10%，对于多数成年人，每天添加糖少于50g，最好不超过25g。

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极养视点

• 该研究发现生命早期高糖饮食可能通过肠道副拟杆菌属的富集，引起海马体RNA差异，进一步引起成年期海马体功能损害。

• 目前关于肠道菌群与疾病的研究发现了许多相关性，但尚未能明确这其中的机制机理。这篇研究虽然发现高糖饮食会引起部分微生物改变，进而引起海马体RNA差异，但是从肠道菌群到海马体RNA差异这中间发生了什么，仍是一个问号。此外，RNA的差异是否引起了具体蛋白质水平的差异也需要进一步探索。肠道微生物的治疗或预防应用还需要更多研究的支持。

• 虽然按照目前的膳食指南，我国儿童糖摄入量是在推荐范围之内的，但控糖应从小抓起。今后的膳食指南可借鉴《美国居民膳食指南（2020-2025）》，在添加糖的推荐量上按年龄进行划分。

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参考文献

[1] Noble, E.E., Olson, C.A., Davis, E. et al. Gut microbial taxa elevated by dietary sugar disrupt memory function. Transl Psychiatry 11, 194 (2021). https://doi.org/10.1038/s41398-021-01309-7

[2] 谢梦. 2013年中国24-71月龄儿童含糖食物消费状况及影响因素[D].中国疾病预防控制中心,2018.