„Diržas ir atmintis“: kaip mityba ir pilvo riebalai perprogramuoja smegenis iki 70 metų

Smegenų senėjimas prasideda gerokai anksčiau nei kliniškai pastebimi atminties ir dėmesio sutrikimai. Hipokampas, pagrindinė epizodinės atminties formavimosi vieta, ir baltosios medžiagos laidumo tinklas, kuris palengvina efektyvų informacijos mainus tarp žievės ir poodinių sričių, laikomi labiausiai pažeidžiamais su amžiumi susijusio ir metabolinio poveikio. Baltosios medžiagos traktų mikrostruktūriniai pokyčiai (pvz., sumažėjusi FA ir padidėjęs MD/RD, išmatuoti difuzijos tenzoriaus MRT) yra susiję su kraujagyslių pažeidimu, uždegimu, demielinizacija ir sutrikusiu aksonų vientisumu. Ramybės būsenos fMRT atspindi hipokampo dalyvavimo paskirstytosiose atminties tinkluose ir regos-asociacinėse grandinėse „koherenciją“.

Manoma, kad vidutinio amžiaus gyvenimo būdo veiksniai lemia kognityvinio senėjimo trajektoriją. Du iš jų – mitybos kokybė ir pilvo nutukimas – yra biologiškai tikėtini ir gali skirtingai paveikti smegenis:

• Mityba, kurioje gausu daržovių, vaisių, neskaldytų grūdų, žuvies, riešutų ir mažai cukraus, transriebalų bei perdirbtos mėsos, siejama su geresniu širdies ir kraujagyslių sistemos bei medžiagų apykaitos profiliu, mažesniu lėtinio uždegimo ir oksidacinio streso lygiu. Šis sisteminis poveikis gali palaikyti perfuziją, metabolizmą ir neuroplastiškumą, o tai gali atsispindėti baltųjų takų vientisume ir hipokampo funkcinėje integracijoje. AHEI-2010 indeksas, patvirtintas integralus tokios „mitybos kokybės“ matas, yra plačiai naudojamas epidemiologijoje.
• Pilvo nutukimas, vertinamas pagal juosmens ir klubų santykį (WHR) arba ūgio ir ūgio santykį (WHtR), geriau atspindi visceralinių riebalų perteklių nei KMI. Visceralinis riebalinis audinys yra metaboliškai aktyvus: jis didina atsparumą insulinui, dislipidemiją, uždegimines kaskadas ir endotelio disfunkciją. Šie mechanizmai yra susiję su mikrocirkuliacijos pažeidimu, baltosios šerdies hiperintensyvumu ir trakto mikrostruktūros degradacija, o tai savo ruožtu sutrikdo darbinę atmintį ir vykdomąsias funkcijas.

Nepaisant augančio darbų skaičiaus, literatūroje yra keletas spragų:

1. atlikta nedaug išilginių tyrimų, kuriuose būtų pakartotinai matuojama mityba ir antropometrija vidutinio amžiaus žmonėms, o vėliau koreliuojama su multimodaliniais smegenų funkcijos matavimais (DTI ir ramybės būsenos fMRI) bei kognityviniais testais senatvėje;
2. Pokyčių trajektorijos (mitybos pagerėjimas / pablogėjimas, WHR dinamika) vertinamos retai, nors jos gali būti informatyviausios; (3) nepakanka įrodymų, ar baltosios medžiagos indeksai veikia kaip tarpininkai, jungiantys metabolinius rizikos veiksnius su kognityviniais rezultatais.

„Whitehall II“ kohorta – ilgalaikis JK išilginis tyrimas, iš pradžių atrinktas iš valstybės tarnautojų, suteikia unikalią galimybę užpildyti šiuos trūkumus: pakartotiniai mitybos (per AHEI-2010) ir WHR matavimai per kelis vidutinio amžiaus dešimtmečius, po kurių maždaug 70 metų amžiaus atliekami MRT (DTI ir ramybės būsenos fMRT) ir standartizuoti kognityviniai testai. Tai leidžia:

1. ištirti, ar vidutinio amžiaus mitybos racionas ir kokybės pagerėjimas yra susiję su koheresniu hipokampo ryšiu ir sveikesne baltosios medžiagos mikrostruktūra senatvėje;
2. įvertinti, ar didesnis WHR vidutinio amžiaus grupėje yra susijęs su difuziniais baltųjų takų pokyčiais ir blogesniais kognityviniais rezultatais;
3. patikrinti hipotezę, kad baltoji medžiaga iš dalies tarpininkauja pilvo nutukimo ir kognityvinės funkcijos sąsajai.

Taigi tyrimas grindžiamas 45–70 metų „intervencijos lango“ koncepcija, kai modifikuojami veiksniai – mityba ir riebalų pasiskirstymas – gali programuoti smegenų struktūrinę ir funkcinę architektūrą ir dėl to ilgalaikę kognityvinę trajektoriją.

Jungtinėje Karalystėje vykusiame išilginiame „Whitehall II“ projekte nustatyta, kad žmonės, kurie sveikiau maitinosi vidutinio amžiaus amžiuje, sulaukę 70 metų turėjo koheresnį hipokampą (smegenų atminties centrą) ir sveikesnius baltosios medžiagos traktus. O tie, kurie vidutinio amžiaus amžiuje turėjo didesnį juosmens ir klubų santykį (WHR) – pilvo riebalų matą – vėliau parodė prastesnę darbinę atmintį ir vykdomąją funkciją. Iš dalies šį poveikį lėmė baltosios medžiagos (smegenų laidų mikrostruktūros) pokyčiai. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „JAMA Network Open“.

Kas buvo tirta

• Kas: „Whitehall II Imaging“ papildomo tyrimo dalyviai (daugiausia JK valstybės tarnybos darbuotojai).
  • Mitybos kohorta: 512 asmenų (vidutinis amžius – 48 metai tyrimo pradžioje; – 70 metų MRT tyrimo metu).
  • Liemens ir klubų santykio (WHR) kohorta: 664 asmenys.
  • Vyrai ~80 %, vidutinis KMI apie 26.
• Kada: Mityba buvo įvertinta 3 kartus per 11 metų (nuo ~48 iki ~60 metų), kūno širdies susitraukimų dažnis – 5 kartus per 21 metus (nuo ~48 iki ~68 metų). MRT ir kognityviniai testai – maždaug po 70 metų.
• Kaip buvo išmatuota:
  • Mitybos kokybė: AHEI-2010 indeksas (daugiau daržovių, vaisių, neskaldytų grūdų, žuvies / riešutų; mažiau cukraus, transriebalų ir perdirbtos mėsos).
  • Pilvo riebalai: WHR (juosmuo/klubai).
  • Smegenys:
    • hipokampo funkcinis ryšys (ramybės būsenos fMRI),
    • baltosios medžiagos mikrostruktūra (DTI: FA – „skaidulų tvarkingumas“, didesnis – geresnis; MD/RD/AD – difuzija, didesnis – blogesnis).
  • Kognicija: darbinė atmintis, vykdomosios funkcijos, verbalinis sklandumas, epizodinė atmintis.

Pagrindiniai rezultatai

Mityba → hipokampas ir baltoji medžiaga

• Geriausia dieta vidutinio amžiaus žmonėms ir jos tobulėjimas laikui bėgant yra susiję su:
  • didesnis hipokampo ryšys su pakaušio ir smegenėlių sritimis (kairiojo hipokampo grupių skaičius iš viso ~9 176 mm³; P < 0,05),
  • sveikesnė baltosios medžiagos mikrostruktūra: didesnis FA ir mažesnis MD/AD daugelyje takų (įskaitant viršutinį išilginį fascikulą, regos nervo spinduliavimą, kaktinius takus).
  • ROI analizė parodė ryšį tarp mitybos pagerėjimo ir AD fornixe, pagrindiniame atminties trakte (pakoreguotas P = 0,02).
• Vidutiniškai AHEI visoje grupėje daug nepakito, tačiau individualūs patobulinimai koreliavo su aukštesnės kokybės mitybos principais – tai svarbus signalas, kad net ir nedidelis mitybos atnaujinimas yra prasmingas.

Pilvo riebalai → baltoji medžiaga ir pažinimas

• Didesnis WHR vidutinio amžiaus metuose yra susijęs su laisvesne baltosios medžiagos mikrostruktūra 70 metų amžiaus:
  • didesnis nei MD ir RD (pažeista iki 26 % ir 23 % viso baltosios medžiagos karkaso; P ≤0,001/0,05),
  • žemiau FA (apie 4,9 % skeleto; P < 0,05), ypač cingulum ir apatiniame išilginiame fasciculus (ILF) – traktuose, kurie yra labai svarbūs atminčiai ir dėmesiui.
• Tas pats didelis WHR buvo susijęs su blogesniais rezultatais:
  • darbinė atmintis (skaitmenų diapazonas),
  • vykdomosios funkcijos (takų kūrimas, skaitmenų kodavimas),
  • Epizodinė atmintis ir semantinis sklandumas.
• Dalis WHR ir blogesnio testo rezultato sąsajos buvo susijusi su baltąja medžiaga: poveikį (nedidelę, bet reikšmingą dalį) lėmė bendri FA/RD/MD rodikliai.

Kodėl tai svarbu?

• Intervencijos laikotarpis yra „tie patys 48–70 metų“. Tiek mitybos kokybė, tiek centrinis nutukimas per šiuos metus turi įtakos hipokampo jungiamumui ir baltųjų takų vientisumui, taigi ir rytojaus atminties bei dėmesio valdymo gebėjimams.
• Ne tik „svoris“ – „kur“ svoris. Liemuo/klubai yra informatyvesni smegenų rizikos rodikliai nei KMI: „perteklius“ ant pilvo yra susijęs su platesniais laidumo takų pokyčiais.

Ką tai reiškia praktiškai?

Jei jums 45–70 metų:

• Mityba smegenų augimui:
  • pusė lėkštės – daržovės ir vaisiai, neskaldyti grūdai kasdien, ankštiniai augalai 3–5 kartus per savaitę, žuvis 1–2 kartus per savaitę, riešutai – porcijomis;
  • Sumažinkite saldžių gėrimų, itin perdirbtų užkandžių, perdirbtos mėsos vartojimą; gaminkite „alyvuogių ir Viduržemio jūros regiono“ patiekalus.
• Kontroliuokite savo „diržą“: sutelkite dėmesį į juosmens apimtį ~0,5 (ūgis) kaip paprastą pradinį rodiklį; stebėkite juosmens apimtį bent kartą per 6–12 mėnesių.
• Judėjimas + miegas + stresas: aerobinė veikla 150–300 min./savaitę, 2 jėgos pratimai, miego higiena ir streso valdymas – smegenų struktūrų „stiprintuvai“.

Gydytojo kabinete:

• Pridėkite WHR/WHtR prie savo įprasto KMI; esant „obuolių“ tipo nutukimui, aktyviau aptarkite mitybą ir fizinį aktyvumą.
• Vidutinio amžiaus pacientams, kurių WHR yra didelis, kognityvinio patikrinimo ir rizikos veiksnių (kraujospūdžio, lipidų, gliukozės) kontrolės slenkstis yra žemas.

Svarbūs atsakomybės apribojimai

• Tai stebėjimo tyrimas: jis rodo ryšius, o ne priežastingumą.
• Mityba – pagal dažnio klausimyną (yra klaidų).
• Imtį daugiausia sudaro vyrai ir baltaodžiai britai – reikia patvirtinti, ar galima apibendrinti duomenis į kitas grupes.
• Asociacijos su hipokampo funkciniu ryšiu buvo vietinės ir mažos, todėl reikėjo pakartoti.

Išvada

Valgykite geriau – atminties „laidai“ tvirtesni; kuo platesnis juosmuo, tuo blogesnis smegenų „laidų valdymas“. „Whitehall II“ duomenys rodo, kad prasminga investuoti į mitybos kokybę ir pilvo riebalų mažinimą būtent vidutinio amžiaus – tada, sulaukus 70+ metų, yra didesnė tikimybė išsaugoti ir baltosios medžiagos vientisumą, ir proto aiškumą.