Neurobiologiczne efekty długotrwałego spożywania substancji słodzących przebadał na myszach międzynarodowy zespół z udziałem naukowców z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN oraz Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego.
Do badania wykorzystano myszy, które przez dłuższy czas miały dostęp do wody słodzonej sacharozą (cukrem spożywczym) lub słodzikami (sacharyną i sukralozą), co symuluje schemat konsumpcji tych substancji przez ludzi. Zachowania zwierząt były następnie badane, m. in. w tzw. mysim kasynie, wzorowanym na stosowanym w psychologii Iowa Gambling Task. Mysz ma w nim do wyboru cztery ramiona o różnym stopniu ryzyka; w bardziej ryzykownych mogą znaleźć więcej chrupek, ale jest też większa szansa, że część z nich będzie nieprzyjemnie gorzka; w bezpiecznych ramionach chrupek jest mniej, za to szansa, że są one niejadalne jest dużo mniejsza.
Badanie wykazało, że słodziki powodują usztywnienie decyzji podejmowanych przez zwierzęta, które bardzo szybko i stabilnie wybierają konkretne ramiona, słabo zważając na opłacalność swojego wyboru. Wyniki sugerują również, że istnieją osobnicze różnice w podatności na efekty wywołane przez badane substancje. Obserwacje behawioralne znalazły też potwierdzenie w analizach neurobiochemii mózgu, które wykazały zmiany w strukturach związanych z układem nagrody, przy braku istotnych zmian w ogólnym metabolizmie zwierząt.
Układ nagrody to podsystem mózgu odpowiadający za motywację. Dla przykładu: bez niego zapewne odbijalibyśmy się w nieskończoność po zamkniętym pokoju niczym zombie, nie będąc w stanie ani zniechęcić się naszą sytuacją, ani zainteresować się klamką u drzwi. Jednym z bodźców silnie oddziałujących na ten układ jest słodki smak, co związane jest z tym, że dla większości ssaków znalezienie czegoś słodkiego to sygnał, że znalazły się u nadzwyczaj obfitego źródła energii, które warto w pierwszej kolejności wyeksploatować – wyjaśnia dr Miron Kursa z ICM UW.
Badacze chcieli sprawdzić, co się dzieje, gdy układ nagrody jest aktywowany na okrągło przez ciągły dostęp do słodyczy.
I faktycznie, zaobserwowaliśmy zachowania konsystentne z upośledzeniem funkcji tego układu, takie jak usztywnienie zachowania czy rezygnacja z eksploracji. Co ciekawe, słodziki podnosiły sztywność wyboru i szybkość jego podejmowania znacznie mocniej niż cukier spożywczy. Przy tym stwierdziliśmy także znaczącą zmienność między różnymi osobnikami – pewne myszy reagowały mocniej, a pewne wydawały się odporne. Można tłumaczyć to tym, że z ewolucyjnego punktu widzenia sytuacja ciągłej obfitości wysokokalorycznego jedzenia jest bardzo rzadka i nie ma presji selekcyjnej na wykształcenie jednolitej odpowiedzi – raportuje dr Kursa.
Analizy molekularne pokazały też różnice w mechanizmie działania sacharozy i słodzików. Wszystkie badane substancje zaburzały obrót dopaminy w korze przedczołowej, przy czym sacharoza wydaje się powodować ten stan poprzez przesterowanie ciała migdałowatego, podczas gdy sacharyna oddziałuje przez przednią część wyspy, strukturę odpowiedzialną m. in. za unikanie negatywnych skutków podejmowanych wyborów.
Naturalnie istnieje potrzeba dalszych badań, ale nasze wyniki pokazują że nie ma słodyczy bez konsekwencji, nawet jeśli nie są one widoczne na pierwszy rzut oka – podsumowuje dr Miron Kursa z ICM.
Oprócz Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego i Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN (dr Adam Hamed) udział w projekcie wzięli udział badacze z Université Paris-Saclay, CNRS, Institut des Neurosciences Paris-Saclay; Research Center on Animal Cognition (CRCA), Center for Integrative Biology (Tuluza); Stanford University, Heller Laboratory; Service of Biochemistry and Molecular Biology, Hospital Lariboisière (Paryż).
Wyniki ich prac opublikował na początku września „Cerebral Cortex”, czasopismo wydawane przez Oxford University Press, w artykule pt. Chroniczne spożywanie słodzonych napojów trwale zakłóca funkcje kognitywne i działanie układu nagrody u myszy.
źródło: ICM UW