低碳水化合物饮食可以逆转大脑衰老吗?

低碳水化合物饮食可以逆转大脑衰老吗?

研究人员报告说,低碳水化合物饮食可以预防甚至逆转大脑衰老的影响。

这项新的研究还表明,与衰老相关的神经生物学变化在一个人的40年代后期很明显。

为了更好地了解饮食如何影响脑部衰老,研究团队将重点放在了症状预防期最有效的时期。 在研究中,他们显示大脑区域之间的功能性交流会随着年龄的增长而不稳定,通常在40年代后期。 研究还表明,不稳定会与较差的认知相关,并会随着胰岛素抵抗而加剧。

研究人员发现,消耗不同的燃料来源可以可靠地调节这种生物标记物的大脑衰老。 葡萄糖会降低大脑网络的稳定性。 酮增加稳定性。

研究人员在改变总饮食以及喝特定于燃料的卡路里匹配的补品后复制了这种效果。

主要研究作者,生物医学工程系教授Lilianne R. Mujica-Parodi表示:“我们在这些实验中发现的消息既有坏也有好消息。”斯通尼的工程与应用科学学院和文艺复兴医学院共同任命布鲁克大学,劳弗物理和定量生物学中心的教职员工。

“坏消息是,我们看到大脑衰老的最初迹象比以前想象的要早得多。 然而,好消息是我们可以通过饮食来预防或逆转这些影响,通过将葡萄糖换成酮作为神经元的燃料来减轻侵害性低代谢的影响。”


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研究人员使用大脑的神经影像学发现,很早以前, 大脑区域 (“网络稳定性”)。

“随着年龄的增长,我们的大脑开始失去有效代谢葡萄糖的能力,导致神经元缓慢挨饿,大脑网络不稳定,” Mujica-Parodi说。

“因此,我们测试了通过低碳水化合物饮食或喝酮补充剂以酮的形式给大脑提供更有效的燃料来源是否可以为大脑提供更多的能量。 即使在年轻的个体中,这种增加的能量也进一步稳定了大脑网络。”

研究人员通过使用两个大规模的大脑神经影像(fMRI)数据集建立了大脑网络稳定性作为衰老的生物标记,这两个数据集共有近1,000个年龄在18至88岁的个体。他们发现, 大脑网络 与认知障碍相关,并因2型糖尿病而加速,该疾病可阻止神经元有效代谢葡萄糖的能力。

为了确定该机制是特定于能量可利用性的,研究人员随后将年龄保持恒定,并通过fMRI对另外42名50岁以下的成年人进行了扫描。 这使他们可以直接观察葡萄糖和酮对每个人的大脑的影响。

研究人员测试了大脑对 饮食 有两种方式。 首先是整体的,比较参与者在标准饮食(无限制)与低碳水化合物饮食(例如:肉或鱼配色拉,但不加糖,谷物,大米,淀粉类蔬菜)上度过一周后的大脑网络稳定性。

在标准饮食中,代谢的主要燃料是葡萄糖,而在低碳水化合物饮食中,代谢的主要燃料是酮。 然而,饮食之间可能存在其他差异,从而驱动研究人员观察到的效果。 因此,为了分离出饮食中葡萄糖与酮的关键区别,他们在一天中分别喝了少量葡萄糖之前和之后,对另一组参与者进行了独立扫描,然后在另一部分中对酮进行了扫描。并热量匹配两种燃料。 结果重复进行,表明研究人员可以将饮食之间的差异归因于他们提供给大脑的燃料类型。

该研究还表明,大脑衰老的影响出现在47岁时,最迅速的退化发生在60岁。即使在50岁以下的年轻人中,饮食 酮症 (无论是在一周的饮食改变后还是在饮用酮类后30分钟即可实现),均可增强整体脑部活动并稳定功能网络。

研究人员说,即使使用热量匹配的燃料,酮也能为细胞提供比葡萄糖更大的能量,这一事实可以解释这一点。 先前的研究表明,这样做有益于心脏,但当前的一组实验为脑部等效作用提供了第一个证据。

“这种作用很重要,因为脑衰老,尤其是痴呆症与'代谢紊乱'有关,在这种情况下,神经元逐渐失去了有效利用葡萄糖作为燃料的能力。 因此,如果我们能够通过使用不同的燃料来增加大脑可利用的能量,则希望是我们能够使大脑恢复到更年轻的功能。” Mujica-Parodi说。

研究出现在 PNAS.

该研究的资金来自美国国家科学基金会和WM Keck基金会。 其他研究人员来自Stony Brook,麻省总医院和哈佛医学院的Athinoula A. Martinos生物医学成像中心,儿童基金会,美国国立卫生研究院和牛津大学。

原始研究

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