Effetti dei chetoni esogeni sulla funzione cognitiva negli adulti anziani con prediabete?

La disfunzione metabolica e il metabolismo energetico cerebrale compromesso sono sempre più riconosciuti come precoci contributori al declino cognitivo e al rischio di demenza. Il diabete di tipo 2 è un fattore di rischio ben consolidato per il deterioramento cognitivo; tuttavia, si sa meno se le alterazioni metaboliche cerebrali siano già presenti durante lo stadio di prediabete, prima dei sintomi cognitivi clinicamente evidenti. Il prediabete è caratterizzato da una regolazione del glucosio compromessa e da una precoce resistenza all'insulina, entrambe le quali possono ridurre l'efficienza del trasporto e dell'utilizzo del glucosio nel cervello. Poiché il glucosio è il combustibile primario del cervello nelle normali condizioni dietetiche, anche riduzioni sottili dell'assorbimento cerebrale di glucosio possono creare un deficit energetico relativo che influisce sull'efficienza neurale e sulle prestazioni cognitive.

Riduzioni nel metabolismo cerebrale del glucosio sono state osservate anni prima dell'insorgenza dei sintomi della demenza. Questi cambiamenti sono particolarmente evidenti nelle regioni frontali e temporoparietali che supportano le funzioni cognitive di ordine superiore, inclusa la velocità di elaborazione. La velocità di elaborazione cognitiva è uno dei primi domini cognitivi a declinare sia nelle malattie metaboliche che nelle condizioni neurodegenerative ed è strettamente legata all'indipendenza funzionale negli anziani. Identificare le precoci alterazioni metaboliche e neurali negli individui con prediabete può quindi fornire informazioni sui meccanismi che collegano la disfunzione metabolica al rischio successivo di demenza.

Questo studio utilizza la tomografia a emissione di positroni con fluorodesossiglucosio ibrida combinata con la risonanza magnetica (18F-FDG PET/MRI) per quantificare l'assorbimento cerebrale regionale del glucosio mentre i partecipanti eseguono un compito di velocità di elaborazione cognitiva durante la sessione di imaging. Il fluorodesossiglucosio (FDG) è un analogo del glucosio radiomarcato che consente la misurazione dell'assorbimento tissutale di glucosio come indice dell'attività metabolica. La risonanza magnetica simultanea (MRI), inclusa la risonanza magnetica funzionale (fMRI), fornisce misure complementari dell'attivazione neurale e dell'impegno della rete durante l'esecuzione del compito. Questo approccio multimodale consente la valutazione dell'efficienza neurale, definita come la prestazione del compito cognitivo rispetto all'assorbimento regionale di glucosio e ai cambiamenti del segnale BOLD (blood oxygen level-dependent).

Il primo obiettivo dello studio è determinare se gli anziani con prediabete mostrano un ridotto assorbimento cerebrale regionale di glucosio e una velocità di elaborazione cognitiva più lenta rispetto agli anziani metabolicamente normali. Lo stato metabolico sarà caratterizzato utilizzando test clinici standardizzati per definire il fenotipo glicemico. L'esito neurale primario è l'assorbimento regionale di FDG durante l'esecuzione del compito, e l'esito cognitivo primario è la prestazione di velocità di elaborazione acquisita durante la scansione.

Il secondo obiettivo è determinare se l'elevazione acuta dei corpi chetonici circolanti attraverso l'ingestione di un monoestere chetonico esogeno (DeltaG, Oxford, Inghilterra) modifichi le prestazioni cognitive e l'assorbimento cerebrale di glucosio. I corpi chetonici, incluso il beta-idrossibutirrato, fungono da combustibile alternativo per il cervello e possono essere utilizzati anche quando il metabolismo del glucosio è compromesso. L'integrazione acuta di chetoni aumenta le concentrazioni circolanti di chetoni senza richiedere una prolungata modifica dietetica. Questo studio valuta se fornire un substrato metabolico alternativo influenzi acutamente l'efficienza neurale e la velocità di elaborazione cognitiva negli individui a rischio di declino cognitivo correlato al metabolismo.

Insieme, questi obiettivi chiariranno se la precoce disregolazione metabolica è associata a alterazioni misurabili nel metabolismo cerebrale del glucosio e nella funzione cognitiva, e se l'integrazione a breve termine del substrato metabolico può modulare queste relazioni. I risultati informeranno futuri studi meccanicistici e interventistici che mirano alle vie metaboliche per preservare la salute del cervello nelle popolazioni anziane a rischio.