บทความอายุยืน

อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำป้องกันหรือชะลอความชราของสมอง

อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำช่วยป้องกันสมองเสื่อม
  • คนที่รับประทานอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำ (ไม่มีน้ำตาล ธัญพืช ข้าว หรือผักที่เป็นแป้ง) เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์มีเครือข่ายสมองที่มั่นคงมากขึ้น อาจเนื่องมาจากสมองใช้คีโตนแทนกลูโคสเป็นเชื้อเพลิง

  • ความเสถียรของเครือข่ายสมองซึ่งสัมพันธ์กับการรับรู้ ถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของความชราของสมอง

  • ผลกระทบของการแก่ชราของสมองเริ่มต้นเมื่ออายุ 47 ปี แต่ความเสื่อมที่รวดเร็วที่สุดคือเมื่ออายุ 60 ปี

  • เมื่อสมองมีอายุมากขึ้น สมองก็จะสูญเสียความสามารถในการใช้กลูโคสอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะทำให้เซลล์ประสาทอดอาหารได้ช้าๆ

บทความนี้ถูกโพสต์ในข่าวมหาวิทยาลัย stonybrook:

การศึกษาโดยใช้ neuroimaging นำโดยศาสตราจารย์ stony brook university และผู้เขียนนำ lilianne r. mujica-parodi, phd และตีพิมพ์ใน pnas เผยให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการสูงวัยสามารถเห็นได้เมื่ออายุน้อยกว่าที่คาดไว้ในช่วงปลายปี 40s อย่างไรก็ตาม การศึกษายังชี้ให้เห็นว่ากระบวนการนี้อาจป้องกันหรือย้อนกลับได้ โดยขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงการบริโภคอาหารที่เกี่ยวข้องกับการลดการบริโภคคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวให้เหลือน้อยที่สุด

เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าการรับประทานอาหารส่งผลต่อการแก่ชราของสมองอย่างไร ทีมวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่ช่วงก่อนแสดงอาการซึ่งการป้องกันอาจมีประสิทธิผลมากที่สุด ในบทความเรื่อง “การรับประทานอาหารปรับความเสถียรของเครือข่ายสมอง ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับการแก่ของสมองในผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว” พวกเขาแสดงให้เห็นโดยใช้ชุดข้อมูลการสร้างภาพประสาทที่มีช่วงชีวิตขนาดใหญ่ พบว่าการสื่อสารตามหน้าที่ระหว่างส่วนต่างๆ ของสมองจะสั่นคลอนตามอายุ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงปลายยุค 40 และความไม่เสถียรนั้นสัมพันธ์กับการรับรู้ที่แย่ลงและเร่งตัวขึ้นเมื่อมีภาวะดื้อต่ออินซูลิน

การทดลองแบบกำหนดเป้าหมายแสดงให้เห็นว่าตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับการเสื่อมของสมองสามารถปรับได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยการใช้แหล่งเชื้อเพลิงต่างๆ ได้แก่ กลูโคสลดลง และคีโตนเพิ่มขึ้น ความเสถียรของเครือข่ายสมอง ผลกระทบนี้เกิดขึ้นทั้งกับการเปลี่ยนแปลงทั้งการรับประทานอาหารโดยรวมและหลังจากดื่มอาหารเสริมที่เน้นแคลอรี่เฉพาะเชื้อเพลิง

“สิ่งที่เราค้นพบจากการทดลองเหล่านี้เกี่ยวข้องกับทั้งข่าวร้ายและข่าวดี” มูจิกา-พาโรดี ศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ซึ่งได้รับการแต่งตั้งร่วมกันในวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์และโรงเรียนแพทย์เรอเนสซองซ์แห่งมหาวิทยาลัยสโตนี บรูค กล่าว และ อาจารย์ใน Laufer Center for Physical and Quantitative Biology

“ข่าวร้ายก็คือ เราเห็นสัญญาณแรกของความชราของสมองเร็วกว่าที่คิดไว้มาก อย่างไรก็ตาม ข่าวดีก็คือ เราอาจสามารถป้องกันหรือย้อนกลับผลกระทบเหล่านี้ได้ด้วยการรับประทานอาหาร ซึ่งช่วยลดผลกระทบจากการรุกล้ำภาวะ hypometabolism โดยการแลกเปลี่ยนกลูโคสกับคีโตนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเซลล์ประสาท”

สิ่งที่นักวิจัยค้นพบโดยใช้การถ่ายภาพระบบประสาทของสมอง ก็คือ การสื่อสารระหว่างบริเวณสมองจะพังทลายลง ("เสถียรภาพของเครือข่าย") ค่อนข้างเร็ว

“เราคิดว่าเมื่อคนเราอายุมากขึ้น สมองของพวกเขาก็เริ่มสูญเสียความสามารถในการเผาผลาญกลูโคสอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้เซลล์ประสาทอดอาหารอย่างช้าๆ และเครือข่ายสมองไม่เสถียร” Mujica-Parodi กล่าว “ดังนั้นเราจึงทดสอบว่าการให้แหล่งเชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพแก่สมองในรูปแบบของคีโตน ไม่ว่าจะโดยการรับประทานอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำหรือการดื่มคีโตนเสริม จะช่วยให้สมองมีพลังงานมากขึ้นหรือไม่ แม้แต่ในคนที่อายุน้อยกว่า พลังงานที่เพิ่มเข้ามานี้ก็ยังทำให้เครือข่ายสมองมีความเสถียรยิ่งขึ้น”

เพื่อทำการทดลอง เสถียรภาพของเครือข่ายสมองได้รับการจัดตั้งขึ้นเพื่อเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับการสูงวัยโดยใช้ชุดข้อมูลการสร้างภาพประสาทสมอง (fmri) ขนาดใหญ่สองชุด รวมเกือบ 1,000 คน ที่มีอายุระหว่าง 18 ถึง 88 ปี ความไม่เสถียรของเครือข่ายสมองสัมพันธ์กับการรับรู้ที่บกพร่องและถูกเร่งด้วย โรคเบาหวานประเภท 2 ความเจ็บป่วยที่ขัดขวางความสามารถของเซลล์ประสาทในการเผาผลาญกลูโคสอย่างมีประสิทธิภาพ

เพื่อระบุกลไกนี้โดยเฉพาะต่อความพร้อมของพลังงาน จากนั้นนักวิจัยจึงรักษาอายุให้คงที่ และสแกนผู้ใหญ่อีก 42 คนที่มีอายุต่ำกว่า 50 ปีด้วย fmri ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถสังเกตผลกระทบของกลูโคสและคีโตนต่อสมองของแต่ละคนได้โดยตรง

การทดสอบการตอบสนองของสมองต่อการรับประทานอาหารทำได้สองวิธี ประการแรกเป็นแบบองค์รวม โดยเปรียบเทียบความเสถียรของเครือข่ายสมอง หลังจากที่ผู้เข้าร่วมใช้เวลาหนึ่งสัปดาห์กับอาหารมาตรฐาน (ไม่จำกัด) เทียบกับคาร์โบไฮเดรตต่ำ (เช่น เนื้อสัตว์หรือปลาพร้อมสลัด แต่ไม่มีน้ำตาล ธัญพืช ข้าว ผักที่มีแป้ง)

ในอาหารมาตรฐาน เชื้อเพลิงหลักที่ถูกเผาผลาญคือกลูโคส ในขณะที่อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำ เชื้อเพลิงหลักที่ถูกเผาผลาญคือคีโตน อย่างไรก็ตาม อาจมีความแตกต่างอื่น ๆ ระหว่างอาหารที่ทำให้เกิดผลที่สังเกตได้ ดังนั้น เพื่อแยกกลูโคสและคีโตนซึ่งเป็นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอาหาร ผู้เข้าร่วมกลุ่มอิสระจะถูกสแกนก่อนและหลังการดื่มกลูโคสในปริมาณเล็กน้อยในหนึ่งวัน และสแกนคีโตนในอีกด้านหนึ่ง โดยที่เชื้อเพลิงทั้งสองมีน้ำหนักแยกกัน ปริมาณและการจับคู่แคลอรี่ ผลลัพธ์ที่จำลองขึ้นมาใหม่ แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างระหว่างอาหารอาจเนื่องมาจากประเภทของเชื้อเพลิงที่อาหารเหล่านี้ให้กับสมอง

ข้อค้นพบเพิ่มเติมจากการศึกษามีดังต่อไปนี้: ผลกระทบของการแก่ชราของสมองเกิดขึ้นเมื่ออายุ 47 ปี โดยความเสื่อมอย่างรวดเร็วที่สุดเกิดขึ้นเมื่ออายุ 60 ปี แม้แต่ในผู้ใหญ่อายุน้อยกว่าหรืออายุต่ำกว่า 50 ปี ภาวะคีโตซีสจากการบริโภคอาหาร (ไม่ว่าจะเกิดขึ้นหลังจากเปลี่ยนอาหารเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์หรือ 30 นาที) หลังจากดื่มคีโตน) เพิ่มการทำงานของสมองโดยรวมและเครือข่ายการทำงานที่เสถียร

เชื่อกันว่าเป็นเพราะคีโตนให้พลังงานแก่เซลล์มากกว่ากลูโคส แม้ว่าเชื้อเพลิงจะมีปริมาณแคลอรี่เท่ากันก็ตาม ก่อนหน้านี้คุณประโยชน์นี้แสดงให้เห็นต่อหัวใจแล้ว แต่ชุดการทดลองในปัจจุบันเป็นหลักฐานแรกสำหรับผลที่เทียบเท่ากันในสมอง

“ผลกระทบนี้มีความสำคัญเนื่องจากการแก่ชราของสมอง และโดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะสมองเสื่อม สัมพันธ์กับ “ภาวะเมแทบอลิซึม” ซึ่งเซลล์ประสาทจะค่อยๆ สูญเสียความสามารถในการใช้กลูโคสเป็นเชื้อเพลิงอย่างมีประสิทธิภาพ

ดังนั้นหากเราสามารถเพิ่มปริมาณพลังงานให้กับสมองโดยใช้เชื้อเพลิงชนิดอื่นได้ ความหวังก็คือเราจะสามารถฟื้นฟูสมองให้กลับมาทำงานได้อ่อนเยาว์ยิ่งขึ้น ด้วยความร่วมมือกับ dr. eva ratai ที่ massachusetts general hospital เรากำลังตอบคำถามนี้ โดยขณะนี้ได้ขยายการศึกษาของเราไปยังประชากรสูงอายุ” mujica-parodi กล่าว

“การวิจัยเพิ่มเติมกับผู้ร่วมงานที่ Children's National ภายใต้การดูแลของดร. นาธาน สมิธ มุ่งเน้นไปที่การค้นพบกลไกที่แม่นยำซึ่งเชื้อเพลิงส่งผลกระทบต่อการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาท สุดท้ายนี้ ด้วยความร่วมมือกับ Dr. Ken Dill และ Dr. Steven Skiena ที่ Stony Brook เรากำลังสร้างแบบจำลองการคำนวณที่ครอบคลุม ซึ่งสามารถรวมความเข้าใจของเราเกี่ยวกับชีววิทยา ตั้งแต่เซลล์ประสาทส่วนบุคคล ไปจนถึงสมองทั้งหมด ไปจนถึงการรับรู้ ในขณะที่มันพัฒนาขึ้น ”

 การศึกษาถูกตีพิมพ์ใน การดำเนินการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ในเดือนมีนาคม 2563



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า