Un nou studiu sugerează că modificările legate de vârstă ale creierului încep mai devreme în viață decât se credea anterior, iar schimbarea dietei poate încetini deteriorarea.

saraca

O dietă săracă în carbohidrați poate întârzia declinul cognitiv legat de vârstă, sugerează noi cercetări.

Constatările apar în jurnalul PNAS.

Creierul uman are nevoie de peste 20% din energia corpului pentru a funcționa și obține acest lucru din metabolizarea corpurilor de glucoză sau cetonă.

Hipometabolismul apare atunci când celulele creierului nu pot utiliza glucoza ca sursă de energie.

Creierul este vulnerabil la modificările metabolismului.

Persoanele cu boala Alzheimer se confruntă adesea cu o scădere severă a ratei metabolice a glucozei din creier, iar amploarea acestei reduceri este asociată cu severitatea bolii lor.

Boala Alzheimer este cea mai frecventă formă de demență. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), aproximativ 50 de milioane de oameni la nivel global au demență și aproximativ 60 până la 70% dintre aceștia au boala Alzheimer.

În timp ce oamenii de știință nu au reușit să identifice de ce celulele creierului încetează să mai metabolizeze glucoza în acest moment, cercetările anterioare au arătat că o scădere a metabolismului glucozei apare devreme înainte de apariția simptomelor Alzheimer.

În acest studiu, cercetătorii din Statele Unite și Regatul Unit au folosit stabilitatea acestei rețele de comunicare între regiunile creierului ca o modalitate de a măsura modificările legate de vârstă ale creierului.

Ei și-au propus să investigheze când încep aceste modificări și dacă o schimbare a dietei unei persoane, de la una bogată în glucoză la cetone, ar putea afecta comunicarea dintre aceste regiuni ale creierului.

Pentru a determina când apar aceste modificări la stabilitatea neuronală, cercetătorii au folosit două seturi de date de imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) pe scară largă. Un set de date provenea de la Institutul Max Planck Leipzig din Germania, iar celălalt de la Cambridge Centre for Aging and Neuroscience (Cam-CAN) din Cambridge, Marea Britanie. Seturile de date conțineau scanări cerebrale de aproape 1.000 de adulți pe toată durata lor de viață (cu vârste cuprinse între 18 și 88 de ani).

Acest tip de scanare cerebrală măsoară stabilitatea rețelelor cerebrale, definită ca fiind capacitatea creierului de a susține comunicarea funcțională între regiunile sale.

Pentru a investiga modul în care dieta afectează stabilitatea rețelei creierului, cercetătorii au folosit un scaner automat fMRI pentru a măsura activitatea neuronală a 42 de voluntari sub 50 de ani.

Acești voluntari petrecuseră o săptămână urmând una dintre cele trei diete: o dietă obișnuită, în care combustibilul primar metabolizat era glucoza, o dietă cu conținut scăzut de carbohidrați, în care combustibilul primar metabolizat era cetonele sau o dietă obișnuită cu un post de peste 12 ore.

Cercetătorii au măsurat cetona voluntarului și nivelurile de glucoză înainte și după scanare.

Pentru a se asigura că efectul pe care l-au observat s-a datorat direct glucozei sau cetonelor, cercetătorii au efectuat un al doilea experiment cu 30 de voluntari. Ei au cerut participanților să consume o băutură de glucoză sau cetonă asociată caloriilor după un post peste noapte.

Cercetătorii au descoperit că rețelele neuronale ale voluntarului au fost destabilizate de glucoză și stabilizate de cetone.

Acest lucru s-a întâmplat în ambele experimente, indiferent dacă cetoza a fost generată în mod natural printr-o dietă săracă în carbohidrați sau folosind artificial suplimente de cetonă.

Cercetătorii au descoperit că de-a lungul duratei de viață a unei persoane, destabilizarea rețelei neuronale avea legături cu scăderea activității creierului și capacitatea cuiva de a distinge între răspunsurile corecte la situații cunoscute sub numele de acuitate cognitivă.

Rezultatele studiului au sugerat că modificările aduse stabilității rețelei neuronale ale unei persoane au apărut la 47 de ani, iar creierul a degenerat rapid de la 60 de ani încoace.

„Vestea proastă este că vedem primele semne ale îmbătrânirii creierului mult mai devreme decât se credea anterior”, spune Mujica-Parodi, profesor în cadrul Departamentului de Inginerie Biomedică.

Cercetătorul are, de asemenea, numiri comune la Colegiul de Inginerie și Științe Aplicate și la Școala de Medicină Renașterea de la Universitatea Stony Brook din New York și este membru al facultății la Centrul Laufer pentru Biologie Fizică și Cantitativă.

Cu toate acestea, vestea buna este ca putem fi in masura sa prevenim sau sa inversam aceste efecte cu dieta, atenuand impactul invadarii hipometabolismului prin schimbul de glucoza pentru cetone ca combustibil pentru neuroni.

Prof. Mujica-Parodi a explicat că, pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, creierul își pierde capacitatea de a metaboliza în mod eficient glucoza, determinând neuronii să moară de foame și rețelele creierului să se destabilizeze.

„Acest efect contează deoarece îmbătrânirea creierului și, în special, demența, sunt asociate cu„ hipometabolism ”, în care neuronii își pierd treptat capacitatea de a utiliza glucoza eficient ca combustibil.

Prin urmare, dacă putem crește cantitatea de energie disponibilă creierului folosind un combustibil diferit, speranța este că putem restabili creierul la o funcționare mai tânără. ”

„În colaborare cu Dr. Eva Ratai de la Spitalul General din Massachusetts, abordăm în prezent această întrebare, extinzând acum studiile noastre la populațiile mai în vârstă ”, a spus prof. Adaugă Mujica-Parodi.

În lucrarea lor, cercetătorii sugerează că un supliment de cetonă ar fi mai potrivit pentru persoanele cu afecțiuni rezistente la insulină, cum ar fi diabetul, deoarece acestea sunt mai puțin capabile să realizeze cetoza printr-o schimbare a dietei, a postului sau a exercițiilor fizice.

Descoperirile lor susțin, de asemenea, ipoteza că cel puțin unele dintre efectele neuronale benefice raportate cu o scădere bruscă și extremă a caloriilor, cum ar fi postul intermitent, pot fi legate de creier folosind corpuri cetonice ca combustibil, mai degrabă decât glucoză.

Cercetătorii lucrează acum la descoperirea mecanismelor precise prin care impactul combustibilului semnalizează între neuroni.