Una dieta povera di carboidrati può invertire l'invecchiamento del cervello?

Una dieta povera di carboidrati può invertire l'invecchiamento del cervello?

Una dieta a basso contenuto di carboidrati può prevenire o addirittura invertire gli effetti dell'invecchiamento nel cervello, riferiscono i ricercatori.

Il nuovo studio mostra anche che i cambiamenti neurobiologici associati all'invecchiamento sono evidenti alla fine degli anni '40.

Per comprendere meglio come la dieta influenza l'invecchiamento cerebrale, il team di ricerca si è concentrato sul periodo presintomatico in cui la prevenzione può essere più efficace. Nello studio, mostrano che la comunicazione funzionale tra le regioni del cervello si destabilizza con l'età, in genere alla fine degli anni '40. Lo studio mostra anche che la destabilizzazione si correla con una cognizione più scarsa e accelera con l'insulino-resistenza.

I ricercatori hanno scoperto che il consumo di diverse fonti di carburante può modulare in modo affidabile questo biomarcatore per l'invecchiamento cerebrale. Il glucosio riduce la stabilità delle reti cerebrali. I chetoni aumentano la stabilità.

I ricercatori hanno replicato questo effetto attraverso entrambi i cambiamenti nella dieta totale e dopo aver bevuto un integratore specifico per il consumo di calorie specifico per il carburante.

"Ciò che abbiamo scoperto con questi esperimenti coinvolge sia cattive che buone notizie", afferma l'autore principale Lilianne R. Mujica-Parodi, professore nel dipartimento di ingegneria biomedica con appuntamenti congiunti presso il College of Engineering & Applied Sciences e Renaissance School of Medicine presso Stony Brook University e un membro di facoltà del Centro di Laufer per la biologia fisica e quantitativa.

“La cattiva notizia è che vediamo i primi segni dell'invecchiamento del cervello molto prima di quanto si pensasse in precedenza. Tuttavia, la buona notizia è che potremmo essere in grado di prevenire o invertire questi effetti con la dieta, mitigando l'impatto dell'invasione dell'ipometabolismo scambiando glucosio con chetoni come combustibile per i neuroni. "


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Usando la neuroimaging del cervello, i ricercatori hanno scoperto che abbastanza presto c'è un'interruzione della comunicazione tra regioni del cervello ("Stabilità della rete").

"Pensiamo che, man mano che le persone invecchiano, il loro cervello inizia a perdere la capacità di metabolizzare il glucosio in modo efficiente, facendo morire di fame i neuroni e destabilizzando le reti cerebrali", afferma Mujica-Parodi.

“Pertanto, abbiamo testato se dare al cervello una fonte di combustibile più efficiente, sotto forma di chetoni, seguendo una dieta a basso contenuto di carboidrati o bevendo integratori di chetoni, potrebbe fornire al cervello una maggiore energia. Anche nei soggetti più giovani, questa energia ha ulteriormente stabilizzato le reti cerebrali. "

I ricercatori hanno stabilito la stabilità della rete cerebrale come biomarcatore per l'invecchiamento usando due set di dati di neuroimaging cerebrale su larga scala (fMRI) per un totale di circa 1,000 individui, dai 18 agli 88 anni. Hanno scoperto che la destabilizzazione di reti cerebrali è stato associato con cognizione compromessa e accelerato con diabete di tipo 2, una malattia che blocca la capacità dei neuroni di metabolizzare efficacemente il glucosio.

Per identificare il meccanismo come specifico per la disponibilità di energia, i ricercatori hanno quindi mantenuto costante l'età e scansionato altri 42 adulti di età inferiore ai 50 anni con fMRI. Ciò ha permesso loro di osservare direttamente l'impatto del glucosio e dei chetoni sul cervello di ciascun individuo.

I ricercatori hanno testato la risposta del cervello a la dieta in due modi. Il primo era olistico, confrontando la stabilità della rete cerebrale dopo che i partecipanti avevano trascorso una settimana con una dieta standard (senza restrizioni) rispetto a un basso contenuto di carboidrati (ad esempio: carne o pesce con insalata, ma senza zucchero, cereali, riso, verdure amidacee).

In una dieta standard, il carburante principale metabolizzato è il glucosio, mentre in una dieta a basso contenuto di carboidrati, il carburante principale metabolizzato è il chetone. Tuttavia, potrebbero esserci state altre differenze tra le diete alla base degli effetti osservati dai ricercatori. Pertanto, per isolare glucosio vs chetoni come differenza cruciale tra le diete, hanno scansionato un gruppo indipendente di partecipanti prima e dopo aver bevuto una piccola dose di glucosio un giorno e chetoni dall'altro, dove i ricercatori avevano dosato individualmente il peso e ha abbinato caloricamente i due carburanti. I risultati si sono replicati, mostrando che i ricercatori potrebbero attribuire differenze tra le diete al tipo di carburante che forniscono al cervello.

Lo studio mostra anche che gli effetti dell'invecchiamento cerebrale sono emersi all'età di 47 anni, con la degenerazione più rapida che si verifica all'età di 60 anni. Anche negli adulti più giovani, sotto i 50 anni, con la dieta chetosi (se raggiunto dopo una settimana di cambiamenti nella dieta o 30 minuti dopo aver bevuto chetoni) ha aumentato l'attività cerebrale complessiva e ha stabilizzato le reti funzionali.

I ricercatori affermano che il fatto che i chetoni forniscano più energia alle cellule rispetto al glucosio, anche con carburanti abbinati caloricamente, può spiegarlo. La ricerca ha precedentemente dimostrato che questo avvantaggia il cuore, ma l'attuale serie di esperimenti fornisce le prime prove di effetti equivalenti nel cervello.

"Questo effetto è importante perché l'invecchiamento del cervello, e in particolare la demenza, sono associati all '" ipometabolismo ", in cui i neuroni perdono gradualmente la capacità di utilizzare efficacemente il glucosio come combustibile. Pertanto, se siamo in grado di aumentare la quantità di energia disponibile per il cervello utilizzando un combustibile diverso, la speranza è che possiamo ripristinare il cervello a un funzionamento più giovane ", afferma Mujica-Parodi.

La ricerca appare in PNAS.

Il finanziamento per la ricerca è venuto dalla National Science Foundation e dalla WM Keck Foundation. Altri ricercatori provengono da Stony Brook, dal Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging presso il Massachusetts General Hospital e dalla Harvard Medical School, dalla Children's National, dal National Institutes of Health e dall'Università di Oxford.

studio originale

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