Стареенето на мозъка и свързаните с него невробиологични промени могат да бъдат предотвратени или дори обърнати в зависимост от компонентите на диетата, които включват свеждане до минимум на консумацията на прости въглехидрати, според проучване за невроизображение, ръководено от професор и водещ автор на университета Стони Брук, Лилиан Р. Мухика-Пароди, и публикувано в списание „PNAS“.

диета

За да разбере по-добре как диетата влияе върху стареенето на мозъка, изследователският екип се фокусира върху предсимптомния период, през който превенцията може да бъде най-ефективна и демонстрира, използвайки мащабни набори от данни за невровизуализация, че функционалната комуникация между мозъчните региони се дестабилизира с възрастта, обикновено в края на 40-те години, а тази дестабилизация корелира с по-лошото познание и се ускорява с инсулинова резистентност.

Тогава насочените експерименти показаха, че този биомаркер за стареене на мозъка е надеждно модулиран с консумацията на различни източници на гориво: глюкозата намалява и кетоните увеличават стабилността на мозъчните мрежи.

„Това, което открихме при тези експерименти, съдържа както лоши новини, така и добри новини“, каза Мухика-Пароди, професор в катедрата по биомедицинско инженерство във Факултета по инженерни и приложни науки в университета Стони Брук и член на факултета в Центъра на Лауфер за Физическа биология и количествено -. Лошата новина е, че виждаме първите признаци на стареене на мозъка много по-рано, отколкото се смяташе досега. Добрата новина обаче е, че можем да предотвратим или обърнем тези ефекти с диета, смекчавайки въздействието на инвазията на хипометаболизма, като обменяме глюкоза с кетони като гориво за неврони. ".

Това, което изследователите откриха, използвайки невроизобразяването на мозъка, е, че от самото начало има срив в комуникацията между мозъчните региони („стабилност на мрежата“).

"Ние вярваме, че с напредването на възрастта мозъкът започва да губи способността си да метаболизира ефективно глюкозата, причинявайки бавно гладуване на невроните и дестабилизиране на мозъчните мрежи", добавя той. Ето защо тествахме дали даването на мозък на по-ефективен източник на гориво под формата на кетони, било чрез спазване на диета с ниско съдържание на въглехидрати или прием на кетонни добавки, може да осигури на мозъка повишена енергия. Дори при по-млади хора тази допълнителна енергия осигурява по-стабилизирани мозъчни мрежи. ".

За провеждането на експериментите им стабилността на мозъчната мрежа е създадена като биомаркер за стареене, като се използват два мащабни набора от данни за мозъчно невроизображение (fMRI) на обща стойност близо 1000 индивида на възраст от 18 до 88 години Дестабилизацията на мозъчните мрежи се свързва с нарушено познание и се ускорява с диабет тип 2. За да идентифицират механизма като специфичен за енергийната наличност, изследователите поддържат постоянна възраст и анализират 42 допълнителни възрастни под 50 години с fMRI. Това им позволява директно да наблюдават въздействието на глюкозата и кетоните върху мозъка на всеки човек.

Отговорът на мозъка към диетата беше тестван по два начина. Първият беше холистичен, сравнявайки стабилността на мозъчната мрежа, след като участниците прекараха седмица на стандартна диета (без ограничения) спрямо ниско съдържание на въглехидрати (например: месо или риба със салата, но без захар, зърнени храни, ориз, нишестени зеленчуци). При стандартна диета метаболизираното основно гориво е глюкозата, докато при диета с ниско съдържание на въглехидрати метаболизираното основно гориво са кетоните.

Възможно е обаче да има други разлики между диетите, които движат наблюдаваните ефекти. Следователно, за да се изолира глюкозата спрямо кетоните като решаваща разлика между диетите, независима група участници бяха сканирани преди и след пиене на малка доза глюкоза в един ден и кетони от друга, където двете горива бяха индивидуално дозирани по тегло и калорично съчетани. Резултатите бяха възпроизведени, показвайки, че разликите между диетите могат да се отдадат на вида гориво, което те осигуряват на мозъка.

Допълнителни констатации от проучването разкриват, че ефектите от стареенето на мозъка са се появили на 47-годишна възраст, като най-бързата дегенерация е настъпила на 60-годишна възраст. Дори при по-млади възрастни, под 50-годишна възраст, диетичната кетоза (или след седмична промяна на диетата, или 30 минути след пиене на кетони) повишава общата мозъчна активност и стабилизира функционалните мрежи. Смята се, че това се дължи на факта, че кетоните осигуряват повече енергия на клетките, отколкото глюкозата, дори когато горивата са калорично съвместими. По-рано тази полза е била показана за сърцето, но настоящият набор от експерименти предоставя първите доказателства за еквивалентни ефекти в мозъка.

„Този ​​ефект е важен, тъй като стареенето на мозъка и особено деменцията е свързано с хипометаболизъм, при който невроните постепенно губят способността да използват ефективно глюкозата за гориво. Следователно, ако можем да увеличим количеството енергия, достъпна за мозъка, като използваме различно гориво, надеждата е, че можем да възстановим мозъка до по-младото функциониране. В сътрудничество с д-р Ева Ратай от Общата болница в Масачузетс в момента се занимаваме с този въпрос, разширявайки проучванията си и за по-възрастни групи от населението ", обяснява Мухика-Пароди.

Допълнителни изследвания със сътрудници на Children’s National, под ръководството на д-р Нейтън Смит, се фокусират върху разкриването на точните механизми, чрез които горивото въздейства върху сигнализирането между невроните. И накрая, работим върху изграждането на цялостен компютърен модел, който може да включи нашето разбиране за биологията, от отделни неврони до целия мозък, докато се развива ”, заключава той.