Conectividad dinámica bajo restricciones metabólicas

En este estudio, investigamos el impacto de la resistencia a la insulina en la aceleración del envejecimiento cerebral y probamos si el aumento de la resistencia a la insulina en las neuronas se puede contrarrestar mediante la utilización de vías metabólicas alternativas (p. ej., cetonas en lugar de glucosa). Este estudio tiene tres Brazos, que juntos proporcionan datos sinérgicos. Para los tres brazos, los sujetos se prueban en un diseño dentro de los sujetos que consta de 2 a 3 sesiones de prueba, con 1 a 14 días de diferencia y contrabalanceadas para el orden. Durante cada sesión, medimos el impacto del combustible (glucosa en una sesión, cetonas en la otra) en el metabolismo cerebral y el funcionamiento asociado. Para Arms 1-2, nuestra principal medida experimental es la resonancia magnética funcional (fMRI), que usaremos para rastrear la autoorganización de las redes funcionales después de los cambios en el suministro y la demanda de energía. El brazo 1 prueba el impacto de las cetonas endógenas producidas al cambiar a una dieta baja en carbohidratos, mientras que el brazo 2 prueba el impacto de las cetonas exógenas consumidas como suplemento nutricional. Para el brazo 3, usamos espectroscopia por resonancia magnética/tomografía por emisión de positrones (MR/PET) simultáneas para cuantificar el impacto de las cetonas exógenas en la producción de glutamato y GABA, neurotransmisores clave.

Los sujetos tendrán la opción de participar en más de uno de los Arms, pero no se espera ni es obligatorio hacerlo.

Antes de las exploraciones, los sujetos recibirán un historial y un examen físico (H&P) administrado por un médico, que incluye signos vitales, una prueba de tolerancia a la glucosa oral (OGTT) y el panel de sangre metabólico completo. Estos se utilizarán para evaluar la diabetes, la enfermedad renal y los electrolitos. Si los sujetos pasan la evaluación, se les brindará la opción de participar en uno o más Arms, que incluyen neuroimágenes. Para proporcionar una medida cuantitativa de la actividad metabólica variable en el tiempo a lo largo de la exploración, basada en modelos cuantitativos de regulación de glucosa y cetonas, así como para poder implementar reglas de parada de seguridad (ver más abajo), obtendremos muestras de sangre por pinchazo tres veces: antes de la exploración, después del consumo de la bebida de glucosa o cetona, y después de la finalización de la exploración. Para evaluar los efectos del aumento de la demanda metabólica, medimos la respuesta cerebral a la carga cognitiva, pasando del estado de reposo al razonamiento espacial a través de una tarea de Tetris. Para evaluar los efectos del aumento del suministro metabólico, medimos la respuesta del cerebro al bolo de glucosa o cetona.