Az exogén ketonok hatása az idősebb, prediabetesszel rendelkező felnőttek kognitív funkcióira?

A metabolikus diszfunkció és a károsodott agyi energiametabolizmus egyre inkább korai hozzájárulóként ismert fel a kognitív hanyatlás és a demencia kockázata szempontjából. A 2-es típusú diabetes jól megalapozott kockázati tényező a kognitív károsodás számára; azonban kevesebbet tudunk arról, hogy az agyi metabolikus változások már a prediabetesz stádiumban jelen vannak-e, a klinikailag nyilvánvaló kognitív tünetek előtt. A prediabeteszt a károsodott glükózszabályozás és a korai inzulinrezisztencia jellemzi, amelyek mindkettő csökkentheti a glükóz transzport és felhasználás hatékonyságát az agyban. Mivel a glükóz az agy elsődleges üzemanyaga a szokásos táplálkozási feltételek mellett, még a cerebrális glükózfelvétel enyhe csökkenése is relatív energiahiányt okozhat, amely befolyásolja a neuronális hatékonyságot és a kognitív teljesítményt.

A cerebrális glükózmetabolizmus csökkenése évekkel a demencia tüneteinek megjelenése előtt is megfigyelhető. Ezek a változások különösen nyilvánvalóak a frontális és temporoparietális régiókban, amelyek a magasabb rendű kognitív funkciókat támogatják, beleértve a feldolgozási sebességet. A kognitív feldolgozási sebesség az egyik legkorábban hanyatló kognitív terület mind a metabolikus betegségekben, mind a neurodegeneratív állapotokban, és szorosan kapcsolódik az idősebb felnőttek funkcionális függetlenségéhez. A korai metabolikus és neuronális változások azonosítása prediabeteszes egyénekben ezért betekintést nyújthat a metabolikus diszfunkció és a későbbi demencia kockázata közötti összefüggéseket magyarázó mechanizmusokba.

Ez a tanulmány hibrid fluorodeoxiglükóz pozitronemissziós tomográfiát kombinál mágneses rezonanciás képalkotással (18F-FDG PET/MRI) a regionális agyi glükózfelvétel kvantifikálására, miközben a résztvevők egy kognitív feldolgozási sebesség feladatot hajtanak végre a képalkotási ülés során. A fluorodeoxiglükóz (FDG) egy radioaktív jellel ellátott glükózhasonmás, amely lehetővé teszi a szöveti glükózfelvétel mérését metabolikus aktivitás indexeként. Az egyidejű mágneses rezonanciás képalkotás (MRI), beleértve a funkcionális MRI-t (fMRI), kiegészítő méréseket biztosít a neuronális aktiválásról és a hálózati bevonásról a feladatvégzés során. Ez a multimodális megközelítés lehetővé teszi a neuronális hatékonyság értékelését, amelyet a kognitív feladatteljesítés és a regionális glükózfelvétel és a vér oxigénszint-függő (BOLD) jelváltozások közötti viszonyként definiálnak.

A tanulmány első célja annak meghatározása, hogy az idősebb prediabeteszes felnőttek csökkentett regionális agyi glükózfelvételt és lassabb kognitív feldolgozási sebességet mutatnak-e a metabolikusan normális idősebb felnőttekhez képest. A metabolikus állapotot standardizált klinikai tesztekkel jellemezzük a glikémiás fenotípus meghatározásához. Az elsődleges neuronális eredmény a regionális FDG-felvétel a feladatvégzés során, és az elsődleges kognitív eredmény a feldolgozási sebesség teljesítmény, amelyet a szkennelés során rögzítenek.

A második cél annak meghatározása, hogy a keringő ketontestek akut emelkedése egy exogén keton monoészter (DeltaG, Oxford, Anglia) fogyasztásán keresztül módosítja-e a kognitív teljesítményt és a cerebrális glükózfelvételt. A ketontestek, beleértve a béta-hidroxibutirátot, alternatív üzemanyagként szolgálnak az agy számára, és akkor is felhasználhatók, ha a glükózmetabolizmus károsodott. Az akut ketonkiegészítés növeli a keringő ketonkoncentrációkat anélkül, hogy hosszú távú táplálkozási módosításra lenne szükség. Ez a tanulmány értékeli, hogy egy alternatív metabolikus szubsztrát biztosítása akut módon befolyásolja-e a neuronális hatékonyságot és a kognitív feldolgozási sebességet a metabolikus kapcsolódású kognitív hanyatlás kockázatával élő egyénekben.

Ezek a célok együttesen tisztázni fogják, hogy a korai metabolikus dereguláció összefügg-e a mérhető változásokkal az agyi glükózmetabolizmusban és a kognitív funkcióban, és hogy a rövid távú metabolikus szubsztrát kiegészítés módosíthatja-e ezeket a kapcsolatokat. A megállapítások tájékoztatni fogják a jövőbeli mechanisztikus és intervenciós tanulmányokat, amelyek a metabolikus utakat célozzák meg az agy egészségének megőrzése érdekében a kockázati csoportba tartozó öregedő populációkban.