Conectividade dinâmica sob restrições metabólicas

Neste estudo, investigamos o impacto da resistência à insulina na aceleração do envelhecimento cerebral e testamos se o aumento da resistência à insulina dos neurônios pode ser neutralizado pela utilização de vias metabólicas alternativas (por exemplo, cetonas em vez de glicose). Este estudo tem três braços, que juntos fornecem dados sinérgicos. Para todos os três braços, os sujeitos são testados em um projeto dentro dos sujeitos que consiste em 2-3 sessões de teste, com 1-14 dias de intervalo e contrabalançadas para a ordem. Durante cada sessão, medimos o impacto do combustível (glicose em uma sessão, cetonas na outra) no metabolismo cerebral e no funcionamento associado. Para os braços 1-2, nossa principal medida experimental é a imagem por ressonância magnética funcional (fMRI), que usaremos para rastrear a auto-organização de redes funcionais após mudanças na oferta e demanda de energia. O braço 1 testa o impacto das cetonas endógenas produzidas pela mudança para uma dieta pobre em carboidratos, enquanto o braço 2 testa o impacto das cetonas exógenas consumidas como suplemento nutricional. Para o braço 3, usamos espectroscopia de ressonância magnética simultânea/tomografia por emissão de pósitrons (MR/PET) para quantificar o impacto de cetonas exógenas na produção de glutamato e GABA, neurotransmissores chave.

Os participantes terão a opção de participar de mais de uma das Armas, mas isso não é esperado nem exigido.

Antes das varreduras, os indivíduos receberão um Histórico e Físico (H&P) administrados pelo médico, que inclui sinais vitais, um teste oral de tolerância à glicose (OGTT) e o painel sanguíneo metabólico abrangente. Estes serão usados ​​para avaliar diabetes, doença renal e eletrólitos. Se os indivíduos passarem na triagem, eles terão a opção de participar de um ou mais Arms, que incluem neuroimagem. Para fornecer uma medida quantitativa da atividade metabólica variável no tempo ao longo da varredura, com base em modelos quantitativos de regulação de glicose e cetona, bem como para poder implementar regras de parada de segurança (veja abaixo), obteremos amostras de sangue por picada de alfinete três vezes: antes do exame, após o consumo de glicose ou bebida cetônica e após a conclusão do exame. Para avaliar os efeitos do aumento da demanda metabólica, medimos a resposta cerebral à carga cognitiva, passando do estado de repouso para o raciocínio espacial por meio de uma tarefa de Tetris. Para avaliar os efeitos do aumento do suprimento metabólico, medimos a resposta cerebral à glicose ou bolus de cetona.