Cell子刊:间歇性生酮饮食有利大脑,改善认知

2024-10-31 13:21:34 jellyfishhealth.net
之前我们分享过两项研究,说生酮除了加速衰老,还会促进癌症转移。(想回顾的读者可以点击:生酮饮食新担忧:加速衰老和癌症转移?

近日,在Cell Reports Medicine期刊上,美国巴克老龄化研究所的研究人员却发表了一篇题为Ketogenic diet administration later in life improves memory by modifying the synaptic cortical proteome via the PKA signaling pathway in aging mice 的研究论文,生酮饮食可以促进健康衰老,改善记忆力。

FitQ水母健康-生酮饮食

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间歇性生酮饮食

显著提升老年小鼠的记忆力

先来说说这项研究是怎么回事:研究中,生酮饮食的小鼠摄入的热量中90%来自脂肪,10%来自蛋白质,而对照组小鼠摄入的蛋白质含量相同,但脂肪含量只有13%。两岁以上的老年小鼠接受一周的生酮饮食,与一周的对照饮食循环,以防止它们暴饮暴食和肥胖。


4个月后,与对照组相比,间歇性生酮饮食显著降低了血糖,并增加了血清β-羟基丁酸(BHB)浓度


1. 生酮饮食组老年小鼠记忆和运动能力改善

研究首先通过行为学测试来评估生酮饮食对老年小鼠记忆和运动能力的影响。(这些测试包括高架十字迷宫、新物体识别、开放场测试、Y迷宫、Barnes迷宫和转棒测试。)测试结果表明生酮饮食干预改善了大脑和运动功能。


2. 生酮饮食改善老年小鼠海马区突触可塑性

老年小鼠在认知任务中表现出记忆提升,这一发现暗示了生酮饮食可能对海马体和大脑皮层的神经元活动产生了积极的影响。因此,科学家们又通过电生理技术对这些老年小鼠的海马组织切片进行了突触连接的详细分析。结果显示,接受生酮饮食的小鼠在长时程增强(LTP)测试中的反应明显增强,比对照饮食小鼠表现更出色。LTP是学习与记忆形成的核心机制,这表明生酮饮食小鼠所表现出的LTP增强反应,部分逆转了随年龄增长而降低的突触可塑性。


3.生酮饮食激活PKA信号通路

进一步分析后,研究者们发现生酮饮食上调了与一个特定的信号通路——PKA信号通路相关的蛋白质,这为生酮饮食如何影响神经突触功能提供了分子层面的解释。生酮饮食中产生的主要酮体——BHB会激活这一通路,这提示我们,酮体(特别是BHB)不仅是一种能源,可能还会作为一种信号分子发挥作用。


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提升酮体水平,改善记忆力
老年开始也不晚

总结一下,科学家们通过行为、电生理和生物化学的方法,分析了从老年阶段开始的短期间歇性生酮饮食治疗,对老年小鼠大脑功能的影响。研究表明,即使从中老年开始,生酮饮食也能通过PKA信号通路改变大脑功能,促进突触可塑性,从而改善老年小鼠记忆能力。


如何有效应对衰老过程中出现的认知能力下降,早已成为科学界研究的热点。


酮体,包括乙酰乙酸、BHB和丙酮,当葡萄糖供应不足时,无论是由于热量限制饮食、剧烈运动还是低碳水化合物摄入(例如生酮饮食),都会增加酮体水平。Cell Metabolism 曾发表过论文,证明了如果生酮饮食使小鼠在成年期的大部分时间内接触到更高水平的酮体,将促进它们的健康寿命和记忆力。


这项发表于 Cell Reports Medicine 的新研究,是迄今为止关于生酮饮食和小鼠大脑衰老的最详细研究。论文的通讯作者 Christian González-Billault 教授也表示,研究表明生酮饮食对大脑功能有广泛益处,还提供了一种作用机制,为在衰老过程中维持和改善大脑功能提供了新策略。


这是第一个真正将酮体的深层分子机制与改善大脑衰老联系起来的研究。接下来研究团队还将进一步揭示:是否可以通过单独使用BHB来实现相同的记忆保护,或者可能通过直接操纵PKA信号通路来实现。


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酮体对大脑的益处

酮体不仅能够为身体提供能量,还能为大脑提供能量来源,从而影响大脑功能。最后,我们一起来看看酮体对大脑产生益处的方式:


  • 酮体是一种可以保护神经的抗氧化剂:动物实验发现,它能作为抗氧化剂并发挥作用,可以防止有害的活性氧破坏脑细胞
  • 酮体是一种能源:燃烧酮可能是维护老化脑细胞健康的重要过程,因为随着时间的推移,脑细胞往往会失去有效利用葡萄糖作为燃料的能力。
  • 酮类增加线粒体功效和产量:生酮饮食可以刺激线粒体,同时,引发线粒体基因和参与能量代谢的基因调整。
  • 酮类能增加GABA、降低谷氨酸的活动:谷氨酸对神经交流、记忆形成、学习和调节都是必不可少的,但在某种情况下,谷氨酸会变成“兴奋的”毒性物质。换句话说,神经细胞可能会因谷氨酸的过度刺激而受损或死亡。已发现酮类能增加GABA、降低谷氨酸的活动,这有助于防止脑细胞损伤和改善认知功能。
  • 酮可以触发BDNF的表达:BDNF有助于支持现有神经元的生存,同时鼓励新神经元和神经元连接的生长和分化。酮类已被发现可以触发BDNF的表达,从而改善大脑的海马体、皮层和基底前脑区域的功能,这些区域在学习、记忆和高级思维中至关重要。

如果你想增强大脑功能,改善记忆力,预防神经退行性疾病,还是降低大脑相关问题的严重程度,不妨开始“生”酮,为身体和大脑提供一种更有效的燃料来源。同时你还能收获——更健康的食物,摄入更少的卡路里,更健康的血糖,迅速减脂,改善健康。这也是为什么生酮饮食对许多人来说是一个双赢的选择。不过在尝试生酮饮食之前,还是建议大家先咨询医疗专业人士或者营养师,以确保这种饮食方式适合你的健康需求。