Чи може дієта з низьким вмістом вуглеводів змінити старіння мозку?

Ви можете ділитися цією статтею за ліцензією Attribution 4.0 International.

Дієта з низьким вмістом вуглеводів може запобігти або навіть змінити наслідки старіння мозку, повідомляють дослідники.

Нове дослідження також показує, що нейробіологічні зміни, пов'язані зі старінням, очевидні в кінці 40-х років.

Щоб краще зрозуміти, як дієта впливає на старіння мозку, дослідницька група зосередилася на безсимптомному періоді, коли профілактика може бути найбільш ефективною. У дослідженні вони показують, що функціональний зв’язок між регіонами мозку дестабілізується з віком, як правило, наприкінці 40-х. Дослідження також показує, що дестабілізація корелює з гіршим пізнанням і прискорюється з резистентністю до інсуліну.

Дослідники виявили, що споживання різних джерел палива може надійно модулювати цей біомаркер для старіння мозку. Глюкоза знижує стабільність мозкових мереж. Кетони підвищують стабільність.

Дослідники повторили цей ефект як при зміні загальної дієти, так і після вживання добавки, яка відповідає калоріям.

"Те, що ми виявили в цих експериментах, включає як погані, так і хороші новини", - говорить провідний автор Ліліанна Р. Мухіка-Пароді, професор кафедри біомедичної інженерії із спільними призначеннями в Коледжі інженерних та прикладних наук та Медичній школі Відродження в Стоні. Університет Брук та викладач Центру фізичної та кількісної біології Лауфера.

«Погана новина полягає в тому, що ми спостерігаємо перші ознаки старіння мозку набагато раніше, ніж вважалося раніше. Однак хороша новина полягає в тому, що ми можемо попередити або зменшити ці наслідки за допомогою дієти, пом'якшуючи вплив зазіхаючих гіпометаболізмів, обмінюючи глюкозу на кетони як паливо для нейронів ".

Використовуючи нейровізуалізацію мозку, дослідники виявили, що досить рано відбувається зрив зв'язку між регіонами мозку ("стабільність мережі").

"Ми думаємо, що в міру того, як люди старіють, їх мозок починає втрачати здатність ефективно метаболізувати глюкозу, змушуючи нейрони повільно голодувати, а мозкові мережі дестабілізуватися", - говорить Мухіка-Пароди.

«Таким чином, ми перевірили, чи може мозок отримати більш ефективне джерело палива у вигляді кетонів, дотримуючись дієти з низьким вмістом вуглеводів або вживаючи кетонові добавки, може забезпечити мозок більшою енергією. Навіть у молодих людей це додало енергії, що ще більше стабілізувало мозкові мережі ”.

Дослідники встановили стабільність мозкової мережі як біомаркер для старіння за допомогою двох масштабних наборів даних нейровізуалізації мозку (fMRI) на загальну кількість майже 1000 осіб у віці від 18 до 88 років. Вони виявили, що дестабілізація мозкових мереж була пов'язана з порушенням пізнання і прискорена з типом 2 діабет, хвороба, яка блокує здатність нейронів ефективно метаболізувати глюкозу.

Щоб визначити механізм як специфічний для доступності енергії, дослідники потім дотримувались віку постійним і сканували ще 42 дорослих у віці до 50 років з фМРТ. Це дозволило їм безпосередньо спостерігати вплив глюкози та кетонів на мозок кожної людини.

Дослідники перевірили реакцію мозку на дієту двома способами. Перший був цілісним, порівнюючи стабільність мозкової мережі після того, як учасники провели тиждень за стандартною (необмеженою) проти низьковуглеводної (наприклад: м’ясо або риба з салатом, але без цукру, зерен, рису, крохмалистих овочів).

У звичайній дієті основним паливом, яке метаболізується, є глюкоза, тоді як при низьковуглеводній дієті основним паливом, яке метаболізується, є кетони. Однак могли існувати й інші відмінності між дієтами, що зумовлюють ефекти, які спостерігали дослідники. Тому, щоб виділити глюкозу проти кетонів як вирішальну різницю між дієтами, вони сканували незалежний набір учасників до і після випивання невеликої дози глюкози в один день, і кетонів в інший, де дослідники дозували вагу індивідуально і калорійно підібрав два види палива. Результати повторені, показуючи, що дослідники можуть віднести відмінності між дієтами до типу палива, яке вони забезпечують для мозку.

Дослідження також показує, що наслідки старіння мозку виявилися у віці 47 років, причому найшвидша дегенерація відбулася у віці 60 років. Навіть у молодих людей у віці до 50 років дієтичний кетоз (досягається це через тиждень зміни дієти або через 30 хвилин після вживання кетонів) підвищення загальної мозкової активності та стабілізація функціональних мереж.

Дослідники кажуть, що той факт, що кетони забезпечують клітинам більшу енергію, ніж глюкоза, навіть із паливом, що відповідає калорійності, може пояснити це. Раніше дослідження показували, що це приносить користь для серця, але нинішній набір експериментів дає перші докази еквівалентних ефектів на мозок.

"Цей ефект має значення, оскільки старіння мозку, і особливо деменція, пов'язані з" гіпометаболізмом ", при якому нейрони поступово втрачають здатність ефективно використовувати глюкозу як паливо. Тому, якщо ми зможемо збільшити кількість енергії, доступної для мозку, використовуючи інше паливо, ми сподіваємось, що ми зможемо відновити мозок до більш молодого функціонування », - говорить Мухіка-Пароді.

Дослідження з’являється в PNAS.

Фінансування дослідження здійснювалось Національним науковим фондом та Фондом В. М. Кека. Додатковими дослідниками є Стоні Брук, Центр біомедичної візуалізації імені Атінули А. Мартінос при Массачусетській лікарні загального користування та Гарвардська медична школа, Дитячий національний університет, Національний інститут охорони здоров’я та Оксфордський університет.