Дієта з низьким вмістом вуглеводів може запобігти або навіть змінити старіння мозку

Нове дослідження нейровізуалізації виявило хороші та погані новини про старіння мозку.

По-перше, погана новина: нейробіологічні зміни, пов'язані зі старінням, можна спостерігати у значно молодшому віці, ніж можна було очікувати, наприкінці 40-х років.

Тепер хороша новина: Нове дослідження також виявило, що це старіння можна запобігти або скасувати на основі змін у харчуванні, які передбачають мінімізацію споживання простих вуглеводів.

Щоб краще зрозуміти, як дієта впливає на старіння мозку, дослідницька група під керівництвом професора Університету Стоні Брука та провідного автора Ліліанни Р. Мухіка-Пароді, доктор філософії, зосередилася на безсимптомному періоді, протягом якого профілактика може бути найбільш ефективною.

Використовуючи широкомасштабні набори даних нейровізуалізації тривалості життя, дослідники виявили, що функціональний зв'язок між регіонами мозку дестабілізується з віком, як правило, наприкінці 40-х років. Ця дестабілізація корелює з гіршим пізнанням і прискорюється з резистентністю до інсуліну.

Тоді цілеспрямовані експерименти показали, що цей біомаркер для старіння мозку надійно модулюється зі змінами в харчуванні, включаючи зменшення глюкози та збільшення кетонів - обох факторів популярної дієти Кето.

Згідно з результатами дослідження, цей ефект повторювався під час обох змін дієти, а також після вживання питної добавки, яка відповідає калоріям.

"Те, що ми виявили в цих експериментах, включає як погані, так і хороші новини", - сказала Мухіка-Пароді, професор кафедри біомедичної інженерії, спільно призначена в Коледжі інженерних та прикладних наук та Медичній школі Відродження в Університеті Стоні-Брук, і 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 відбувається зрив зв'язку між регіонами мозку - відомий як стабільність мережі - набагато раніше, ніж очікувалося.

"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", - сказала Мухіка-Пароді. «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 ”.

Для проведення своїх експериментів стабільність мозкової мережі була встановлена ​​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.

Дослідники виявили, що дестабілізація мозкових мереж була пов'язана з порушенням пізнання і прискорилася при цукровому діабеті 2 типу, хворобі, 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, пояснили вони.

Реакцію мозку на дієту перевіряли двома способами. Перший був цілісним, порівнявши стабільність мозкової мережі після того, як учасники дослідження провели тиждень за стандартною (необмеженою) дієтою порівняно з дієтою з низьким вмістом вуглеводів (наприклад, м’ясо або риба з салатом, але без цукру, зерен, рису або крохмалистих овочів ).

У стандартній дієті основним паливом, яке метаболізується, є глюкоза, тоді як при низьковуглеводній дієті основним паливом, яке метаболізується, є кетони, відзначають дослідники.

Однак дослідники також усвідомили, що могли існувати інші відмінності між дієтами, що зумовлюють спостережувані ефекти. Це призвело до чергового експерименту. Щоб виділити глюкозу в порівнянні з кетонами як вирішальну різницю між дієтами, незалежний набір учасників сканували до і після вживання невеликої дози глюкози в один день, і кетонів в інший, де обидва види палива дозувались індивідуально і калорійно підібраний.

Результати були однаковими, показуючи, що відмінності між дієтами можуть бути пов'язані з типом палива, яке вони забезпечують мозку, повідомляють дослідники.

Додаткові результати дослідження включали:

• наслідки старіння мозку з’явилися у віці 47 років, причому найшвидше переродження відбулося у віці 60 років;
• навіть у дорослих у віці до 50 років дієтичний кетоз (досягнутий через тиждень зміни дієти або через 30 хвилин після вживання кетонів) підвищував загальну мозкову активність та стабілізував функціональні мережі.

Вважається, що це пов’язано з тим, що кетони забезпечують клітинам більшу енергію, ніж глюкоза, навіть коли паливо калорійно відповідає. Раніше ця користь була показана для серця, але нинішній набір експериментів забезпечує перші докази еквівалентних ефектів на мозок, на думку дослідників.

"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 », - сказала Мухіка-Пароді.

Дослідження було опубліковано в PNAS.

Джерело: Університет Стоні Брук

Фото: