Vlivy exogenních ketonů na kognitivní funkce u starších dospělých s prediabetem?

Metabolická dysfunkce a narušený energetický metabolismus mozku jsou stále více uznávány jako časné faktory přispívající k poklesu kognitivních funkcí a riziku demence. Diabetes 2. typu je dobře známý rizikový faktor pro kognitivní poruchu; nicméně méně se ví o tom, zda jsou cerebrální metabolické změny již přítomny ve stádiu prediabetu, před klinicky zjevnými kognitivními příznaky. Prediabetes je charakterizován poruchou regulace glukózy a časnou inzulinovou rezistencí, což obojí může snižovat účinnost transportu a využití glukózy v mozku. Protože glukóza je za obvyklých dietních podmínek primárním palivem mozku, i jemné snížení příjmu mozkové glukózy může vytvořit relativní energetický deficit, který ovlivňuje nervovou účinnost a kognitivní výkon.

Snižování metabolismu mozkové glukózy bylo pozorováno roky před nástupem příznaků demence. Tyto změny jsou obzvláště patrné v frontálních a temporoparietálních oblastech, které podporují kognitivní funkce vyššího řádu, včetně rychlosti zpracování. Rychlost kognitivního zpracování je jednou z nejčasnějších kognitivních oblastí, která se zhoršuje jak u metabolických onemocnění, tak u neurodegenerativních stavů, a je úzce spojena s funkční nezávislostí u starších dospělých. Identifikace časných metabolických a nervových změn u jedinců s prediabetem tak může poskytnout vhled do mechanismů spojujících metabolickou dysfunkci s pozdějším rizikem demence.

Tato studie využívá hybridní fluorodeoxyglukózovou pozitronovou emisní tomografii kombinovanou s magnetickou rezonancí (18F-FDG PET/MRI) ke kvantifikaci regionálního příjmu glukózy v mozku, zatímco účastníci během zobrazovací relace provádějí úlohu rychlosti kognitivního zpracování. Fluorodeoxyglukóza (FDG) je radioaktivně značený analog glukózy, který umožňuje měření příjmu glukózy tkáněmi jako ukazatele metabolické aktivity. Současná magnetická rezonance (MRI), včetně funkční MRI (fMRI), poskytuje doplňková měření nervové aktivace a zapojení sítě během provádění úlohy. Tento multimodální přístup umožňuje hodnocení nervové účinnosti, definované jako výkon kognitivní úlohy ve vztahu k regionálnímu příjmu glukózy a změnám signálu závislého na hladině kyslíku v krvi (BOLD).

Prvním cílem studie je zjistit, zda starší dospělí s prediabetem vykazují snížený regionální příjem glukózy v mozku a pomalejší rychlost kognitivního zpracování ve srovnání s metabolicky normálními staršími dospělými. Metabolický stav bude charakterizován pomocí standardizovaného klinického testování k definování glykemického fenotypu. Primárním nervovým výsledkem je regionální příjem FDG během provádění úlohy a primárním kognitivním výsledkem je výkon rychlosti zpracování získaný během skenování.

Druhým cílem je zjistit, zda akutní zvýšení cirkulujících ketolátek prostřednictvím požití exogenního ketonového monoesteru (DeltaG, Oxford, Anglie) modifikuje kognitivní výkon a příjem mozkové glukózy. Ketolátky, včetně beta-hydroxybutyrátu, slouží jako alternativní palivo pro mozek a mohou být využity i při narušeném metabolismu glukózy. Akutní doplnění ketonů zvyšuje koncentrace cirkulujících ketonů bez nutnosti dlouhodobé dietní modifikace. Tato studie hodnotí, zda poskytnutí alternativního metabolického substrátu akutně ovlivňuje nervovou účinnost a rychlost kognitivního zpracování u jedinců ohrožených metabolicky souvisejícím poklesem kognitivních funkcí.

Společně tyto cíle objasní, zda časná metabolická dysregulace souvisí s měřitelnými změnami v metabolismu mozkové glukózy a kognitivní funkci, a zda krátkodobé doplnění metabolického substrátu může tyto vztahy modulovat. Zjištění budou informovat budoucí mechanistické a intervenční studie zaměřené na metabolické dráhy k zachování zdraví mozku u rizikových stárnoucích populací.