PNAS:饮食可以调节人类大脑稳定性

2020-05-06 MedSci原创 MedSci原创

最近,通过从葡萄糖到酮类饮食改变大脑主要的饮食燃料,研究人员测试了饮食的变化是否能够调节大脑区域之间的持续功能通信(网络稳定性)。

流行病学研究表明,胰岛素抵抗会加速老年性认知功能障碍的进展,而神经影像学研究将其与脑葡萄糖代谢低下联系在一起。

作为细胞的能量输入,酮体与葡萄糖相比,可使ATP的吉布斯自由能变化增加27%。

最近,通过从葡萄糖到酮类饮食改变大脑主要的饮食燃料,研究人员测试了饮食的变化是否能够调节大脑区域之间的持续功能通信(网络稳定性)。

研究人员首先建立了网络稳定性作为大脑老化的生物标志物,使用了两个大规模(n = 292,年龄20至85岁;n = 636,年龄18至88岁)3 T功能磁共振成像(fMRI)数据集。为了确定饮食是否可以影响脑网络的稳定性,研究人员另外扫描了42名成年人,年龄<50岁,使用超高场(7T)超快(802毫秒)fMRI优化的单参与者水平的检测灵敏度。

研究人员在标准饮食、隔夜禁食和生酮饮食条件下对一个队列进行了扫描。为了分离出燃料类型的影响,一个独立的隔夜空腹队列在摄入热量匹配的葡萄糖或外源性酮酯(D-β-羟丁酸酯)的前后被扫描。

在整个生命周期内,脑网络不稳定与脑活动和认知敏锐度下降有关。影响在47岁时出现,60岁时出现最快速的变性。脑网络能够被葡萄糖破坏而被酮体稳定,无论酮体饮食或外源性酮体酯是否达到酮症状态。

因此,这些结果表明,大脑网络的不稳定可能反应出了痴呆症相关的代谢功能减退的早期迹象。酮体饮食干预可增加可用能量,从而可能显示出保护老化的大脑的潜力。

 

原始出处:

Lilianne R. Mujica-Parodi et al. Diet modulates brain network stability, a biomarker for brain aging, in young adults. PNAS (2020). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1913042117

 

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