儿童期长期摄入高脂高糖饮食会永久改变大脑后期调节食欲的机制，即使成年后养成健康饮食习惯也无法完全恢复。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并恢复正常的饮食行为。这些发现近期发表在《自然·通讯》期刊。
儿童成长环境对其身体发育影响深远。现代许多家庭普遍食用高度加工的含糖高脂食品，频繁摄入这些高能量低营养的食物会形成持续至成年的不健康饮食模式。
消化系统栖息着数万亿细菌及其他微生物，统称为肠道微生物组。这些微生物帮助消化食物、产生维生素并向大脑发送化学信号，该生物通路常被称为"肠道-大脑轴"。
通过肠道-大脑轴，细菌影响神经递质的产生——这是神经系统的化学信使。该通信网络有助于控制饥饿感、饱腹感甚至情绪。健康的多样化微生物组通常会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微妙的微生物群落。当肠道微生物组改变时，其向大脑发送的化学信息也随之变化。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影响，同时验证调节微生物组能否修复大脑食欲控制中枢的持续性损伤。研究团队由科克大学学院APC微生物组研究所的哈丽特·舍莱肯斯和克里斯蒂娜·库埃斯塔-马丁领导。
为解答这些问题，团队为幼鼠提供极高脂高糖饮食，对照组则给予标准均衡饮食。该高脂高糖饮食旨在模拟现代高度加工的人类食品。早期发育阶段结束后，所有小鼠转为标准均衡饮食数周，以模拟成年后转向健康饮食的情况。研究人员随后观察成年鼠的进食行为。
当提供常规食物与高适口性甜食的选择时，幼年摄入高脂高糖饮食的成年鼠表现出对不健康零食的强烈偏好。雄性鼠对甜水的偏好显著高于雌性鼠（后者结果无统计学意义），且总体进食量更大，并出现啃碎或玩弄食物的异常行为——这是啮齿类动物进食习惯改变和食物奖赏处理异常的明确标志。这些异常行为在健康饮食数周且体重恢复正常后仍持续存在。
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察觉。"
研究团队重点观察了小鼠下丘脑（大脑底部负责食欲和能量平衡的控制中心）。该区域含有专门感知饥饿与饱腹激素的细胞。在幼年饮食不良的小鼠中，这类食欲调控细胞数量显著减少，大脑接收"胃部已满"生物信号的受体实际减少。这种结构性脑改变解释了为何小鼠持续过量进食并渴望糖分。
研究还揭示性别差异：雌性鼠对瘦素等饱腹激素响应的特定脑细胞损失更严重；雄性鼠则表现为大脑感知细菌成分和代谢类固醇激素的能力受损。
为验证是否可预防或逆转这些影响，科学家引入两种靶向微生物组的治疗方案。一组小鼠在饮用水中添加益生元补充剂（人类和小鼠无法消化但可作为有益菌食物的膳食纤维，常见于洋葱、大蒜和香蕉）。另一组接受含长双歧杆菌的益生菌补充剂。
两种干预均成功预防了长期进食异常：幼年补充任一制剂的小鼠成年后未表现出对甜食的强烈渴望，下丘脑食欲调控细胞数量也保持正常。但作用机制截然不同：益生元纤维引发肠道微生物组整体结构巨变，促进多种健康菌群增殖，从而重建正常的脑部化学信号；而活体益生菌未显著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来保护大脑。
舍莱肯斯强调："研究证明靶向肠道菌群可缓解不良早期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终身健康的饮食相关行为。"
需注意动物研究的局限性：小鼠与人类的代谢率、寿命及脑结构存在差异，小鼠模型有效的疗法未必直接适用于人类。但动物模型仍是生物研究的必要工具，其共享人类的基础生物学通路，能有效揭示饮食与脑发育的基本机制。
未来研究需明确饮食干预的最佳时机。本研究中补充剂持续终生给予，科学家需确定成年后单独使用能否逆转已形成的脑改变，或必须在生命早期使用才能预防损伤。团队还将探索控制进食奖赏与愉悦感的其他脑区，以完善微生物疗法。
基于肠道细菌的靶向疗法有望最终助力应对全球肥胖率上升问题。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开辟新途径。"
该研究《长双歧杆菌与益生元干预恢复早期高脂高糖饮食诱导的成年小鼠进食行为异常》由克里斯蒂娜·库埃斯塔-马丁、爱德华多·庞塞-埃斯帕尼亚等21位科学家共同完成。
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