Investigadores de la Universidad de Illinois encuentran que los prebióticos en la fórmula infantil podrían mejorar el aprendizaje y la memoria y alterar la química cerebral. Crédito:Lauren D. Quinn, Universidad de Illinois
Casi todos los estadounidenses que se han convertido en padres en la última década han escuchado el eslogan "la leche materna es lo mejor" y probablemente se han animado a ofrecer leche materna a los recién nacidos. Entre otras cosas, la leche materna contiene fuentes naturales de prebióticos:moléculas de fibra pequeñas e indigeribles que promueven el crecimiento de bacterias beneficiosas en el intestino del bebé. Sin embargo, para muchas familias, amamantar es difícil o imposible. Afortunadamente, las fórmulas infantiles modernas se están acercando a las reales con la ayuda de investigadores de la Universidad de Illinois.
En un estudio reciente del Laboratorio de Nutrición y Cognición de Piglet en la U of I, los científicos trabajaron con lechones para demostrar que los prebióticos incluidos en la fórmula infantil pueden mejorar la memoria y el comportamiento exploratorio.
“Cuando proporcionamos prebióticos en la fórmula, nuestros resultados confirman que no solo podemos beneficiar la salud intestinal, lo cual se sabe, sino que también podemos influir en el desarrollo del cerebro”, dice Ryan Dilger, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Animales, División de Ciencias Nutricionales. y el Programa de Neurociencia de la U of I. "En realidad, podemos cambiar la forma en que los lechones aprenden y recuerdan al influir en las bacterias del colon".
Los lechones se consideran ampliamente un modelo más informativo para los bebés humanos que los ratones y las ratas; sus sistemas digestivos, respuestas conductuales y desarrollo cerebral son notablemente similares a los de los bebés humanos. Por lo tanto, los investigadores recurren cada vez más a los lechones para probar hipótesis en ensayos preclínicos relacionados con la salud humana, especialmente en el contexto de los microbios intestinales y el desarrollo del cerebro.
“No ha habido mucho trabajo para observar el eje intestino-cerebro en humanos, pero mucho trabajo con roedores está mostrando esas conexiones. Esto lo lleva a un modelo animal que está mucho más cerca de los bebés humanos y pregunta si esa conexión aún existe y si podemos descubrir posibles mecanismos”, dice Stephen Fleming, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en el Programa de Neurociencia. en la U de I.
A principios de 2016, Dilger y sus colegas trabajaron con lechones para demostrar que una combinación de componentes de fórmula innovadores, incluidos los prebióticos, puede desempeñar un papel en el desarrollo y el comportamiento del cerebro. En su nuevo estudio, el equipo se concentró únicamente en los efectos de los prebióticos.
A partir del segundo día de vida, los lechones recibieron una fórmula infantil a base de leche de vaca suplementada con polidextrosa (PDX), un carbohidrato sintético con actividad prebiótica, y galactooligosacárido (GOS), un prebiótico natural. Cuando los lechones tenían 25 días, Fleming los sometió a varias pruebas de aprendizaje, memoria y estrés. Después de 33 días, se recolectaron sangre, cerebro y tejidos intestinales para su análisis.
La prueba de aprendizaje y memoria les dio a los lechones la oportunidad de jugar con juguetes para perros:uno que habían visto antes y un juguete nuevo. Si pasaban más tiempo con el juguete nuevo, eso era una indicación de que el lechón lo reconoció como nuevo y lo prefería. Esta prueba de "reconocimiento de objetos novedosos" mejora las pruebas de laberinto clásicas comúnmente utilizadas en estudios con roedores.
“Si está tratando de evaluar la memoria, esta prueba está más cerca de lo que haríamos con un bebé. Después de todo, generalmente no entrenamos a los bebés en laberintos”, dice Fleming. "Sabemos por investigaciones anteriores que esta prueba funciona para cerdos, pero este es el primer ejemplo publicado de su uso en un contexto de nutrición".
Los cerdos alimentados con PDX y GOS pasaron más tiempo jugando con objetos nuevos que los cerdos que no recibieron los suplementos prebióticos. La preferencia por objetos novedosos, una indicación de curiosidad natural, es un signo de desarrollo cerebral saludable y apunta hacia un desarrollo positivo del aprendizaje y la memoria.
Cuando los prebióticos funcionan como deberían, las bacterias buenas aumentan en abundancia. Una forma de saberlo es observando los productos metabólicos finales, los ácidos grasos volátiles (AGV), excretados por las bacterias durante la digestión de las fibras prebióticas.
“Los ácidos grasos volátiles son un indicador global de si los prebióticos tuvieron un efecto en la población general de bacterias. Por ejemplo, podríamos querer ver un aumento de Lactobacillus y otras bacterias beneficiosas que producen butirato”, explica Dilger. Las concentraciones de ácidos grasos volátiles (AGV) en el colon, la sangre y el cerebro cambiaron en los cerdos que recibieron PDX y GOS en comparación con los cerdos de control.
Evidencia reciente sugiere que los VFA bacterianos podrían ingresar a la sangre y viajar al cerebro, donde podrían afectar el estado de ánimo y el comportamiento.
“Encontramos que, sí, los AGV se absorben en la sangre de los cerdos que fueron alimentados con PDX/GOS. Y, sí, entran en el cerebro”, explica Fleming. "Pero cuando observamos la relación entre estos VFA y los resultados de nuestras pruebas de comportamiento, no parecía haber una conexión clara".
Otra sorpresa fue una disminución de la serotonina en los cerebros de los cerdos alimentados con el prebiótico. "Cuando escuchas menos serotonina, hay una reacción inmediata que dice:'Bueno, eso es malo'", dice Fleming. No necesariamente; esos cerdos no mostraron mayor ansiedad que los cerdos de control durante una prueba de estrés o un rendimiento más bajo cuando se les administró una prueba de aprendizaje y memoria. Los investigadores plantean la hipótesis de que los prebióticos pueden alterar los niveles de triptófano, el aminoácido precursor de la serotonina, pero es demasiado pronto para saberlo.
Aunque se necesita más trabajo para abordar las preguntas restantes, el estudio se suma al creciente cuerpo de investigación que sugiere un vínculo fuerte y potencialmente modificable entre el intestino y el cerebro:un vínculo que los fabricantes de fórmula infantil deberían considerar seriamente.
“Hay muchas maneras en que podemos alterar la composición de la microbiota y pueden tener beneficios muy importantes. Promover una buena 'salud intestinal' sigue siendo un enfoque importante en el campo de la nutrición”, dice Dilger.
Publicación:Stephen A. Fleming, et al., "La polidextrosa y el galactooligosacárido dietéticos aumentan el comportamiento exploratorio, mejoran la memoria de reconocimiento y alteran la neuroquímica en el cerdo joven", Nutritional Neuroscience, 2017; doi:10.1080/1028415X.2017.1415280
