脳の発達に重要な時期に、脂肪分や糖分の多い欧米食（ジャンクフードと呼ばれる）を食べると、長期的に記憶力が低下することが、新しい研究で明らかになった。これは糖類と飽和脂肪酸の多い食事が、記憶に関与する動物の脳の重要な神経伝達物質であるアセチルコリンの働きを乱すためだと考えられるという。

「この論文だけでなく、私たちの最近の研究でも見られることですが、これらのラットがジャンクフードの食事で育った場合、消えない記憶障害を持つことになります。単に健康的な食生活をさせただけでは、残念ながらこの影響は大人になるまで続くのです」と、南カリフォルニア大学（USC）の神経科学者Scott Kanoski氏は述べている。

高脂肪で高カロリー、高糖質のジャンクフードは不健康な食生活の代名詞であり、これらは一般的には肥満や糖尿病、高血圧、高脂血症など、生活習慣病との関連が意識されると思うが、最近の研究では、年齢を経た後のアルツハイマー病の発症との関連も示唆されている。

思春期の脳の成長は「現在進行形」である。10歳から24歳の間に脳は大きく変化し、遺伝、ホルモン、睡眠、食事などの要因に大きく影響される。これまでの研究では、食事、特に欧米食の摂取と認知機能障害との関連が指摘されてきた。南カリフォルニア大学（USC）の研究者らによる新しい研究では、高脂肪、高糖分の食事が、10代の脳にどのようなダメージを与え、記憶に影響を与えるかが検証された。USCの研究者たちは、幼年期と青年期のラットを使って研究を行った。

ラットは、欧米食をモデルにしたジャンクフードの “カフェテリア・スタイル”の食事か、標準的な食事のどちらかを与えられた。欧米の食事に相当するものには、高脂肪、高糖分の食事、ポテトチップス、チョコレートがけピーナッツバターカップ、高フルクトース・コーンシロップ飲料が与えられた。ラットは生後26日目から生後56日目までの間、それぞれの食事を摂取した。この時点で、欧米食を食べていたラットは健康的な食事介入に切り替えられた。実験は脳の海馬に依存するエピソード記憶（特定の時間や場所で起こった日常的な出来事（例えば、7歳の誕生日パーティーの記憶）の長期記憶）をテストするために行われた。

記憶テストでは、ラットに異なる場所にある新しい物体を探索させた。数日後、ラットは1つの新しい物体を加えた以外は、ほぼ同じ場面に再び置かれた。結果として、欧米食はエピソード記憶の障害を引き起こし、それは健康食を開始した後も続いた。対照食を与えたラットはその場面に慣れ親しんでいたのに対し、欧米食を与えたラットは、以前にどの物体をどこで見たかを覚えていない兆候が見られた。また、海馬以外の脳の部位を評価するための記憶力テストでは、欧米食は有意な変化を示さなかった。

研究者たちが最も興味を持ったのは、欧米食が記憶と学習に不可欠な神経伝達物質アセチルコリンの濃度にどのような影響を与えるかであった。海馬は適切な記憶機能のためにアセチルコリンに依存しており、アルツハイマー病患者の脳はアセチルコリンレベルが特に低い傾向にある。両群のラットのアセチルコリンレベルは、記憶テストを終えている間と死後の両方で測定された。

「アセチルコリンシグナルは、人間が過去の出来事を思い出すことを可能にする『エピソード記憶』に似た、出来事をコード化して記憶する事を助けるメカニズムです。このシグナルは、脂肪分と糖分の多い食事で育った動物では起こっていないようです」と、筆頭著者のAnna Hayes氏は述べている。

欧米食の摂取は腸内細菌叢にも変化を与えたが、こちらは健康的な食事に切り替えられることで状態は回復したという。それでも、記憶障害は持続したことから、一連の記憶障害のメカニズムには、腸内細菌叢ではなくアセチルコリンが関わっている事が導き出された。加えて重要なことに、欧米食による持続的な記憶障害は、体重や代謝に影響がないにもかかわらず発生した。このことは、幼少期の食事が、肥満とは無関係に脳機能に長期的な影響を及ぼす可能性があることを示している。

Kanoski教授は、青少年期が脳にとって非常に敏感な時期であり、重要な発達の変化が起こっていると強調した。「カサンドラや悲観論者のように聞こえることなく、どう言えばいいのかわかりませんが、残念ながら成人期には比較的容易に元に戻せることが、幼少期に発生すると元に戻すことが難しいのです」と彼は述べた。

ただし、介入の希望は少なくともある程度あるという。Kanoski教授は、別の研究で、ジャンクフードの食事で育ったラットの記憶損傷が、アセチルコリンの放出を促す薬剤によって逆転可能かどうかを調査したと述べた。彼らはPNU-282987とカルバコールという2つの薬を使用し、それらの治療を記憶を制御しアルツハイマー病で乱れる脳領域である海馬に直接与えたところ、ラットの記憶能力が回復したことを確認している。

しかし、その特別な医療介入がなしに、青少年期のジャンクフードの食事が記憶問題にどのように逆転可能かを知るためには、さらなる研究が必要だと、Kanoski教授は指摘している。

この研究結果は明白な意味を持つ。若年層、特に脳が重要な発達段階にある青年層が欧米食を摂ると、脳機能に長期的なダメージを与える危険性がある。

思春期に起こる欧米食による記憶障害をどのように回復させるか、さらなる研究が必要である。

論文

• Brain, Behavior, and Immunity: Western diet consumption impairs memory function via dysregulated hippocampus acetylcholine signaling

参考文献

• University of Southern California: Take it from the rats: A junk food diet can cause long-term damage to adolescent brains

研究の要旨

発育早期の欧米食（WD）摂取は、記憶機能、特に海馬（HPC）に依存するプロセスの障害と関連している。我々は、このような影響を媒介する神経生物学的メカニズムを調べるために、長期にわたるHPC機能障害を伴う早期WDモデルネズミを開発した。ラットは、幼若期および青年期（生後26-56日目）に、カフェテリアスタイルのWD（様々な高脂肪・高糖質食品への自由摂取；CAF）または標準的な健康食（CTL）のいずれかを摂取した。成人期早期から始まる健康食介入期間の前後に、行動および代謝評価を行った。その結果、CAFラットにおけるHPC依存的な文脈的エピソード記憶障害が、健康的な食事介入にもかかわらず持続することが明らかになった。HPCアセチルコリン（ACh）シグナル伝達の調節異常がヒトや動物モデルにおける記憶障害と関連していることから、CAFラットとCTLラットの背側HPC（HPCd）におけるACh緊張のタンパク質マーカーを調べた。その結果、CAFラットのHPCdとCTLラットのHPCdでは、小胞AChトランスポーターのタンパク質レベルが有意に低く、慢性的にACh緊張が低下していることが明らかになった。次に、HPCdをターゲットとした生体内ACh感知蛍光レポーター（iAChSnFr）ファイバーフォトメトリーを用いて、物体文脈に基づく新奇性認識中のACh放出が、記憶能力の高い予測因子であり、CAFラットとCTLラットではその放出が阻害されていることを明らかにした。神経薬理学的結果から、訓練中にHPCdにα7ニコチン性ACh受容体作動薬を注入すると、CAFラットの記憶障害が回復することが示された。全体として、これらの知見は、幼少期のWD摂取とHPCのAChシグナル伝達の長期にわたる調節障害との機能的関連性を明らかにし、WDに関連した記憶障害の根本的なメカニズムを明らかにした。