儿童期摄入高脂高糖饮食会永久改变大脑后期的食欲调节机制，即使成年后养成健康饮食习惯亦无法消除影响。然而，补充特定有益肠道细菌或膳食纤维可逆转这些长期脑部变化，恢复正常的进食习惯。该研究成果近期发表于《自然·通讯》期刊。
儿童成长环境深刻影响其身体发育。现代许多家庭普遍食用高度加工、高糖高脂食物，这类高能量低营养膳食的频繁摄入会形成延续至成年的不健康饮食模式。
消化系统内栖居着数万亿细菌及其他微生物，统称为肠道微生物组。这些微生物协助消化食物、合成维生素并向大脑传递化学信号，这一生物通路被称为肠脑轴。
通过肠脑轴，细菌影响神经递质的产生——神经递质是神经系统的化学信使。该通信网络调控饥饿感、饱腹感甚至情绪。健康的多样化微生物组通常发送促进食欲平衡和能量稳定的信号。
既往研究表明，不健康饮食会破坏这一精密的微生物群落。当肠道微生物组发生变化，其向大脑传递的化学信息也随之改变。研究人员旨在探究生命早期不良饮食是否会对该通信系统留下永久性印记，以及治疗微生物组能否修复大脑食欲控制中心的持续性损伤。该研究由哈丽特·谢勒肯斯（Harriet Schellekens）和克里斯蒂娜·库埃斯塔-马丁（Cristina Cuesta-Martí）领导，两位科学家均在爱尔兰科克大学（University College Cork）的APC微生物组研究所开展研究。
为探索这些问题，研究团队让幼年小鼠摄入极高脂肪和糖分的饮食，对照组小鼠则食用标准均衡饮食。高脂高糖饮食旨在模拟现代高度加工的人类膳食。早期发育期结束后，所有小鼠转入标准均衡饮食数周，以模拟成年后转向健康饮食的转变。研究人员随后观察成年小鼠的进食行为。
当提供普通食物与高适口性甜味零食的选择时，幼年食用高脂高糖饮食的成年小鼠显著偏好不健康零食。雄性小鼠尤其表现出对糖水而非白水的强烈偏好，而雌性小鼠结果无统计学显著性。这些小鼠总体进食量更高，并出现食物碎裂或玩弄食物的行为——该行为是啮齿类动物进食习惯改变和食物奖赏处理异常的已知标志。值得注意的是，即使小鼠已食用健康饮食数周且体重恢复正常，这些异常行为仍持续存在。
库埃斯塔-马丁在新闻稿中表示：“我们的发现表明生命早期的饮食至关重要。早期饮食暴露可能对进食行为产生隐性长期影响，仅通过体重无法立即显现。”
研究团队随后聚焦小鼠下丘脑——大脑基底部调控食欲和能量平衡的小区域，包含感知饥饿与饱腹激素的特化细胞。在幼年饮食不良的小鼠中，这类特化食欲控制细胞数量减少。其大脑实际接收“胃已饱足”生物信号的受体更少。这种结构性脑变化为小鼠持续暴食和嗜糖行为提供了生理学解释。
研究还发现，这些效应在雌雄小鼠间存在差异：雌性小鼠对瘦素等饱腹激素响应的特定脑细胞损失更显著；雄性小鼠则表现为大脑感知细菌成分和处理类固醇激素的功能紊乱更突出。
为验证这些效应能否被预防或逆转，科学家引入两种靶向微生物组的干预措施：一组小鼠在幼年饮食期间通过饮水补充益生元（即人类和小鼠无法消化但有益菌所需的食物纤维，天然存在于洋葱、大蒜和香蕉中）；另一组补充益生菌（活体有益菌，本研究采用特定菌株长双歧杆菌）。
益生元纤维和活体益生菌均成功预防了长期进食异常。幼年接受任一补充的小鼠成年后未出现强烈嗜甜倾向，其下丘脑中食欲调节细胞数量也维持正常。尽管两种治疗均有效，作用机制却截然不同：益生元引发肠道微生物组整体结构巨变，促进多种健康菌群增殖，通过广泛的菌群重塑恢复大脑正常化学信号传递；而活体益生菌未大幅改变微生物组整体构成，该特定菌株如同靶向药物，通过直接影响色氨酸代谢等特定化学通路保护大脑免受不良饮食影响。
谢勒肯斯在新闻稿中强调：“我们的发现表明，靶向肠道菌群可减轻生命早期不健康饮食对后期进食行为的长期影响。从出生起支持肠道菌群有助于维持更健康的终身食物相关行为。”
尽管结果令人鼓舞，必须正视动物研究的局限性。小鼠与人类在代谢率、寿命和脑结构上存在差异，小鼠模型有效的治疗未必直接适用于人类。然而动物模型仍是生物研究的必要工具，它使科学家能以人类受试者无法实现的方式研究脑组织和基因表达。小鼠与人类共享诸多基础生物通路，对揭示饮食与脑发育的基本机制高度有效。
未来研究需明确这些饮食干预的最佳时机。本研究中，小鼠终生持续接受补充剂，科学家仍需确定仅成年期补充能否逆转既定脑部变化，或必须在生命早期干预以预防损伤发生。研究团队还计划探索控制进食奖赏与愉悦感的其他脑区，全面理解食物渴求涉及的脑网络将有助于优化微生物治疗。
基于肠道细菌开发靶向疗法，未来或可助力应对全球肥胖率上升趋势。克雷恩在新闻稿中指出：“此类研究彰显基础研究如何为重大社会挑战提供创新解决方案。揭示早期饮食如何塑造脑通路，为基于肠道细菌的治疗打开了新大门。”
该研究《长双歧杆菌与益生元干预恢复幼年高脂高糖饮食诱导的成年小鼠进食行为改变》由克里斯蒂娜·库埃斯塔-马丁（Cristina Cuesta-Martí）、爱德华多·蓬塞-埃斯帕尼亚（Eduardo Ponce-España）等研究人员共同完成。
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