Tuyến trùng, C. elegans, ăn vi khuẩn như một loại thức ăn. Chế độ ăn uống vi khuẩn ảnh hưởng đến sự suy giảm khả năng học hỏi kết hợp phụ thuộc vào tuổi của C. Elegans. Bức ảnh chụp một đầu C. elegans với hai loại vi khuẩn khác nhau: E. coli (màu đỏ) và L. reuteri (màu xanh). Nguồn: Kentaro Noma. 

Một nhóm từ Đại học Nagoya ở Nhật Bản đã phát hiện ra rằng khi chế độ ăn của tuyến trùng, giun nhỏ có chiều dài khoảng một milimet hoặc nhỏ hơn, bao gồm vi khuẩn Lactobacillus reuteri, thì khả năng học hỏi liên kết kém do lão hóa không xảy ra. Những kết quả này có thể gợi ý các cách sử dụng chế độ ăn uống để làm giảm sự suy giảm nhận thức liên quan đến tuổi tác ở các loài động vật khác, bao gồm cả con người. Phát hiện của họ đã được công bố trên tạp chí eLife.

 Phó giáo sư Kentaro Noma từ Trường Cao học Khoa học tại Đại học Nagoya đã cho biết: “Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng ở chỗ nó đã thiết lập một phương pháp nghiên cứu tác động của chế độ ăn uống đối với chức năng não ở những cá thể lão hóa sử dụng kết hợp tuyến trùng và vi khuẩn làm thức ăn. Tận dụng các đặc tính của tuyến trùng để đo cả tuổi thọ của từng cá thể và sự lão hóa của chức năng não, chúng tôi đã nhận thấy chế độ ăn uống giúp duy trì chức năng não, nhưng không kéo dài tuổi thọ. Chúng ta đã thường nghĩ rằng sự suy giảm chức năng não bộ là do lão hóa gây ra, nhưng có lẽ quá trình lão hóa chức năng não bộ và tuổi thọ của mỗi cá thể được kiểm soát bởi các cơ chế khác nhau”.

Các nhà nghiên cứu quan tâm đến việc làm thế nào một người có thể sử dụng chế độ ăn uống để duy trì hoạt động não bộ khỏe mạnh. Tuy nhiên, vì ảnh hưởng của chế độ ăn uống rất phức tạp nên chúng vẫn là một chủ đề khó nghiên cứu. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu nghiên cứu các sinh vật đơn giản hơn để hiểu các cơ chế cơ bản đằng sau các quá trình này.

Những sinh vật như vậy bao gồm tuyến trùng, giun tròn nhỏ được các nhà nghiên cứu ưa chuộng vì giải phẫu đơn giản, tuổi thọ ngắn và dễ thao tác di truyền. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng loài tuyến trùng Caenorhabditis elegans, có tuổi thọ ngắn chỉ hai tuần, nhưng sử dụng hệ thống thần kinh đơn giản của nó để thể hiện các hành vi học tập trí nhớ.

 Noma đặc biệt quan tâm đến hành vi được gọi là điều nhiệt, mô tả sự chuyển động của một sinh vật tới nhiệt độ ưa thích. Noma đã giải thích: “Tuyến trùng dường như học hỏi bằng cách liên kết sự có hay thiếu  thức ăn với nhiệt độ nuôi của chúng. Khi C. elegans được nuôi ở một nhiệt độ nhất định có thức ăn và sau đó được đặt trên một dải nhiệt độ không có thức ăn, nó sẽ di chuyển về phía nhiệt độ nuôi. Tuy nhiên, nếu nó được nuôi ở cùng nhiệt độ mà không có thức ăn, nó sẽ không thể hiện sự điều nhiệt đối với nhiệt độ nuôi. “Do đó,” Ông đã tiếp tục, “Chúng ta có thể sử dụng điều hòa nhiệt độ như một chỉ báo về khả năng học tập kết hợp”.

Để xem liệu việc thay đổi chế độ ăn uống có ảnh hưởng đến việc học hỏi hay không, các nhà nghiên cứu đã sàng lọc 35 chủng vi khuẩn axit lactic khác nhau thuộc sở hữu của Megmilk Snow Brand Co. Họ tìm cách xác định các chế độ ăn uống khả thi có thể duy trì khả năng học hỏi liên kết của tuyến trùng khi chúng lớn lên. Các nhà nghiên cứu đã xác định được Lactobaillus reuteri, một loại lợi khuẩn được nghiên cứu về những lợi ích sức khỏe tiềm ẩn của nó, đặc biệt là đối với việc kiểm soát các rối loạn tiêu hóa. Vi khuẩn này được phát hiện là có liên quan đến việc duy trì khả năng học hỏi liên kết của tuyến trùng, trong khi không ảnh hưởng đến tuổi thọ của chúng.

Để hiểu cách thức L. reuteri ảnh hưởng đến tuyến trùng, nhóm đã xác định một loại protein quan trọng, yếu tố phiên mã DAF-16, điều chỉnh hoạt động của các tế bào thần kinh của tuyến trùng được cho ăn L. reuteri. Đây là những gì họ đã hy vọng tìm thấy vì gen DAF-16 có liên quan đến việc điều chỉnh các quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ.

Noma đã cho biết: “Vì ruột của chúng ta chứa vô số vi khuẩn, bao gồm E. coli và lactobacilli, nên sự cân bằng của những vi khuẩn này cũng có thể ảnh hưởng đến chức năng não của chúng ta. Hơn nữa, các gen tương tự như gen được tìm thấy trong nghiên cứu này cũng có ở người. Điều này cho thấy cơ chế giải thích ảnh hưởng của chế độ ăn uống đối với những thay đổi trong chức năng não theo tuổi tác cũng có thể tồn tại ở người. Với nghiên cứu sâu hơn, có thể duy trì chức năng não cao ở tuổi già thông qua chế độ ăn uống sẽ trở thành hiện thực”.