Határok az emberi idegtudományban

Kognitív idegtudomány

Ez a cikk a kutatási téma része

Táplálkozási hatások az emberi neurokognitív működésre Az összes (14) cikk megtekintése

Cikk letöltése
- PDF letöltése
- ReadCube
- EPUB
- XML (NLM)
- Kiegészítő
  Anyag
Exportálás
- EndNote
- Referencia menedzser
- Egyszerű TEXT fájl
- BibTex

OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

1 Pszichológiai Tanszék, Whitelands College, Roehamptoni Egyetem, London, Egyesült Királyság
2 Diabetes és táplálkozástudományi osztály, King's College London, London, Egyesült Királyság
3 Élettudományi Tanszék, Whitelands College, Roehamptoni Egyetem, London, Egyesült Királyság

Bevezetés

Az optimális kognitív funkció hosszú távú fenntartása egyre fontosabbá válik, tekintve a demográfiai változásokat az egyre növekvő idős népesség felé. Összegyűjtött bizonyítékok vannak arra, hogy az életmódbeli tényezők milyen fontosak a kognitív funkció fenntartásában idősebb korban (Gillette Guyonnet et al., 2007; Lee et al., 2009). Egy nemrégiben végzett longitudinális epidemiológiai tanulmány bizonyítékokat talált a középkorú felnőttek kognitív hanyatlására: 10 308 45–70 éves brit köztisztviselőből álló kohort (Whitehall II tanulmány néven ismert) 10 év alatt három alkalommal értékelték a kognitív funkciókat (Singh-Manoux és mtsai., 2012). A kognitív hanyatlás minden korcsoportban nyilvánvaló volt, még a kiindulási 45–49 éveseknél is; ráadásul a gyakorlati hatások miatt valószínűleg alábecsülték a hatást. Az ilyen kognitív hanyatlás egy viszonylag egészséges csoportban valószínűleg életmódbeli tényezőknek köszönhető, beleértve az étrendet, esetleg kölcsönhatásba lépve a genetikai fogékonysággal.

Rágcsálókon végzett kísérleti vizsgálatok azt mutatták, hogy az állatok több héten át telített zsírtartalmú étrendet tápláltak a tanulás és az emlékezet károsodását mutatják (Murray et al., 2009), az elhízástól függetlenül (Valladolid-Acebes et al., 2011). Az agy különféle változásai, különösen a hippokampuszban, megalapozhatják ezeket a hatásokat, ideértve a neurogenezis csökkenését, a megnövekedett gyulladásos aktivitást, a megváltozott vér – agy gát permeabilitást, a neuronok plaszticitásának csökkenését és a hippocampus inzulinérzékenységének csökkenését (Molteni et al., 2002; Kanoski és mtsai, 2010; McNeilly és mtsai, 2011; Davidson és mtsai, 2012; Pancani és mtsai, 2013). Emberekben a magas telített vagy transz-zsírtartalmú étrend és alacsony a többszörösen telítetlen zsírok (PUFA-k) étrendje összekapcsolódott az idősebb populációk gyengébb kognitív funkcióival, mind keresztmetszeti epidemiológiai vizsgálatokban (Kalmijn et al., 2004), mind longitudinális vizsgálatokban. amelyben több éven keresztül követték a megismerést (Morris et al., 2004; Gillette Guyonnet et al., 2007; Okereke et al., 2012). Ez magában foglalja azt a megállapítást, hogy a 40-60 évesek zsírbevitele 20 évvel később megjósolta a kognitív funkciókat, a telített zsírok viszonylagos romlásával és a telítetlen zsírbevitelhez kapcsolódó javulásokkal (Eskelinen et al., 2008).

A magas keringő vér koleszterinszint egyes tanulmányokban a gyengébb kognícióval függ össze (Gendle és mtsai., 2008), de az eredmények következetlenek és azt sugallják, hogy a populáció koleszterinszint-csökkentő önmagában nem lehet a kognitív funkció prioritása (Solomon et al., 2009; Reynolds et al., 2010).

Mindazonáltal nem minden tanulmány támasztja alá a MUFA kognitív hanyatlásra gyakorolt jótékony hatását: 2002-ben 5395 holland felnőtt felméréséből (Rotterdami Tanulmány) folytatott nagy 6 éves prospektív vizsgálat eredménye volt, amely félkvantitatív FFQ-t és a demencia monitorozását is magában foglalta nem talált összefüggést sem a telített és transz-zsírok magas bevitele, sem a koleszterin, sem a MUFA és PUFA alacsony bevitele, sem a demencia kialakulásának kockázata között, miután igazodtak a valószínű zavarokhoz (Engelhart et al., 2002). Mégis, csak 197 résztvevőnél (3,6%) diagnosztizáltak demenciát ebben az időszakban, és a kognitív funkció finomabb csökkenését nem értékelték. Egy másik nagy epidemiológiai tanulmány az Egyesült Államokban (Nurses 'Health Study; Samieri et al., 2013), amelyben legalább 70 éves nőket követtek nyomon 6 év alatt, a mediterrán étrend betartása és a MUFA: telített zsír arány nem volt szignifikáns. kognitív hanyatlással jár. Ezenkívül egy 1528 60-64 éves ausztrál 4 éven át értékelt jelentés szerint a mediterrán étrend nem védi a kognitív hanyatlást, ehelyett a magasabb MUFA valójában nagyobb csökkenéssel jár (Cherbuin és Anstey, 2012).

Egy későbbi, továbbfejlesztett, randomizált, kontrollált cross-over tervezésű tanulmányban 16 fiatalabb, 19–28 éves férfi 5 napig 70% zsírtartalmú, 4% szénhidráttartalmú étrendet fogyasztott, további 5 napig pedig ekvilikori alacsony zsírtartalmú étrendet 24% zsír- és 50% szénhidráttartalmú (mindkét étrendben magas volt a fehérjetartalom, az energia 26% -a volt), 2 hetes lemosási periódus között, valamint 3 napig egy standard étrenden minden tesztdiéta előtt ( Holloway és mtsai., 2011). Az alacsony zsírtartalmú étrendhez képest a magas zsírtartalmú étrend a koncentrált figyelem romlását és a memória visszakeresésének sebességét, valamint az információk lassabb feldolgozását eredményezte, bár a figyelem más mértékét és az epizodikus vagy munkamemóriát ez nem befolyásolta jelentősen. A hangulat ebben a vizsgálatban nem változott. Hasonlóképpen, egészséges, túlsúlyos felnőtteknél, egy hét után a magas zsírtartalmú, alacsony szénhidráttartalmú testsúlycsökkentő étrendben, a memória romlott a kiegyensúlyozottabb csökkentő étrendet követő résztvevőkhöz képest, bár az éberségi feladatra való válaszadás gyorsabb volt (D ' Anci és mtsai., 2009). Ezzel szemben egy 6 hetes, alacsony szénhidráttartalmú ketogén étrend javította a memóriát a magas szénhidráttartalmú étrendhez képest, enyhe kognitív károsodásban szenvedő idős résztvevőknél (Krikorian et al., 2012).

Ezért annak ellenére, hogy érdekes tanulmányok mutatják be az étrendi zsírtípus fontosságát a kognitív egészség szempontjából, vannak következetlenségek, sőt ellentétes hatások is az irodalomban. Így a jelen tanulmányt megbízható étrendi adatok (7 napos diétás naplók), valamint részletes fiziológiai intézkedések és a memória és a tanulás érzékeny kognitív tesztjeinek rögzítésére tervezték 25–45 éves nőknél. Teszteltük azt a hipotézist, hogy a nagyobb telített és transz-zsírsav-bevitel, valamint a magasabb telített zsír- és telítetlen zsír-arány előrejelzi a fiatalabb nők gyengébb teljesítményét olyan memóriafeladatoknál, amelyek várhatóan érzékenyek a mediális temporális lebeny vagy a hippocampus működésére.

Anyagok és metódusok

Résztvevők

Az egészségügyi magatartás mérése

A laboratóriumon való részvételüket megelőző héten a szokásos étrendi bevitelt és aktivitást 7 napos étkezési és aktivitási napló segítségével értékelték. Lépésszámlálók (Yamax Digi-walker SW-200) biztosítottak a résztvevők számára, hogy ugyanazon 7 napon keresztül viseljenek a fizikai aktivitás szintjének jellemzése érdekében az aktivitási napló mellett. A fizikai aktivitás szintjét a 7 napos naplóból számoltuk ki a résztvevők átlagos napi fizikai aktivitási szintjének felmérése céljából. A tevékenységeket az anyagcsere-ekvivalensekre (MET) soroltuk, az alapanyagcsere sebességének többszöröseként. A kategóriák a következők voltak: könnyű (6 MET; Ainsworth et al., 2000). Az étkezési naplókat képzett kutató kódolta, és az adatokat számítógépes étrend-elemző csomagba (Dietplan 6.3, Forestfield Software, Horsham, Egyesült Királyság) vitték be, hogy a napi becsült energia- és tápanyag-bevitelt biztosítsák.

Fiziológiai indikátorok mérése

A pontos mérés érdekében a magasságot, a súlyt és a derék kerületét szabványosított protokollok segítségével értékelték (Norgan, 2005). A teljes testadipozitást standardizált körülmények között is mértük (Kushner, 1992) tetra-poláris bioelektromos impedancia analízissel a Bodystat ® 1500 egyfrekvenciás testösszetétel-analizátorral.

Kognitív tesztek

Három rövid számítógépes tesztet használtak a CANTABeclipse (v3) kognitív tesztcsomagból (Cambridge Cognition Ltd., Cambridge, Egyesült Királyság), érintőképernyős válaszokat is tartalmazva. Ezeket a vizsgálatokat azért választottuk, mert vélhetően érzékenyek a hippocampus és a mediális temporális lebeny területek diszfunkciójára, amelyek különösen érzékenyek lehetnek az étrendi zsírok sértésére és a metabolikus szindróma hatásaira (Kanoski és Davidson, 2011). Az egyik verbális teszt, a másik kettő vizuálisan-térbeli formátumú.

Verbális felismerési memória teszt (2 × 5 perc)

A verbális felismerési memória (VRM) tesztben a résztvevőnek egyenként 18 szavak listáját jelenítette meg a képernyőn, melyeket arra kértek, hogy emlékezzenek a lehető legjobban. Ezután a következőképpen értékelték őket: (i) azonnali visszahívás: az előadást követően közvetlenül hangosan felidézett szavak száma (a résztvevő távol állt a képernyőtől, miközben válaszaikat (helyes szavak, új szavak vagy ismétlések) pontozták a számítógép a nyomozó részéről) (ii) azonnali felismerés: a résztvevőknek egy randomizált, 36 szóból álló szekvenciát mutattak be, amelyek fele az eredeti jegyzékbe került, amelyet memorizálni kellett; amikor minden szót bemutattak, meg kellett érinteniük az „igen” vagy a „nem” célokat a képernyőn, hogy jelezzék, felismerik-e a szót a listán, hogy megjegyezzék. (iii) késleltetett felismerés: 20 perc késés után a szófelismerési eljárást megismételték, mint korábban.

Késleltetett egyeztetés a mintával (DMS) (10 perc)

Ez a teszt az új minták egyidejű és késleltetett felismerését (késleltetett mintaillesztés, DMS) értékelte; a résztvevőknek egy komplex vizuális mintamintát mutattak be, majd (általában rövid késés után) négy mintát tartalmazó tömböt mutattak be nekik, és meg kellett érinteniük az eredeti mintával megegyező mintát. Az eredmények értékelték a válasz késleltetéseit, a helyesen megválasztott minták számát és a hiba valószínűségét helyes vagy helytelen válasz után.

Páros társult tanulási feladat (PAL) (10 perc)

Ez a teszt a vizuális-térbeli memóriát és az új tanulást értékelte, és szűrővizsgálatként használható a demencia vagy az életkorral összefüggő memóriaromlás korai jeleire. A képernyő körül nyílások véletlenszerű sorrendben kerültek elhelyezésre, amelyek vagy új mintát, vagy semmilyen mintát nem tártak fel. Ezután a minta mintázatai egyenként megjelentek a képernyő közepén, és a résztvevőnek meg kellett érintenie azt a dobozt, ahol a minta eredetileg található. Ha a résztvevő hibát követett el, a mintákat újra bemutatták, hogy emlékeztessék a résztvevőket a helyükre. A teszt során a nehézségi szint nőtt. Az itt alkalmazott klinikai módban a feltárt minták száma 1-ről, majd 3-ról 6-8-ra nőtt, a hibák általában akkor fordulnak elő, ha legalább hat mintahelyet fel kell idézni.

Az egyes nehézségi szintek eredményei kiterjedtek a résztvevő által elkövetett hibákra, a minták helyes megtalálásához szükséges kísérletek számára, a memória pontszámokra és az elvégzett szakaszokra.

Eljárás

A PCOS-val és egyeztetett kontrollokkal rendelkező nők körében végzett nagyobb vizsgálat résztvevői az egyik napról a másikra koplalva reggel a Roehamptoni Egyetem klinikáján vettek részt (a fent leírt) számos élettani intézkedés értékelésére. Ekkor arra kérték őket, hogy olvassák el a résztvevők adatait a kognitív funkciók kiegészítő tanulmányáról. A részvételre önként jelentkezők ezt követően aláírták beleegyezésüket (n = 38).

Értékelésük részeként minden résztvevő OGTT-n esett át (lásd fent), a vérvétel 2 órás távolságra volt. A glükózital után egy órával egy csendes fülkében ültek egy számítógép képernyője előtt, érintőképernyős válaszkészséggel. A képernyőtől való távolságukat a Cambridge Cognition Ltd. ajánlása szerint szabványosították. A tesztek sorrendjét elmagyarázták nekik, és az ajánlott szöveget követve gondosan szóbeli utasításokat adtak.

A CANTABeclipse tesztelem beindítása előtt a NART-ot (NFER Nelson) adták be: úgy gondolják, hogy ez a stabil verbális IQ egy olyan formáját képviseli, amely a premorbid intelligencia indexeként működhet, bár általánosabban tükrözi az iskolai végzettséget és a társadalmi-gazdasági helyzetet is ( Crawford és mtsai., 1988). A résztvevőknek egyenként egy sor kártyát adtak át, mindegyik kártyán egyetlen szó volt nyomtatva nagybetűkkel. A résztvevőket arra kérték, hogy minden szót hangosan ejtsenek ki a helyes kiejtésüknek megfelelő módon. A tesztet a nem megfelelően kiejtett szavak (azaz NART hibák) összegzésével értékeltük.

Ezután a CANTAB napfogyatkozási teszteket hajtottuk végre, a következő sorrendben: VRM - azonnali visszahívás; VRM - azonnali felismerés; késleltetett illesztés a mintához (DMS); visuo-térbeli tanulás (PAL); VRM késleltetett felismerés. Az akkumulátor kb. 30 percig tartott, az azonnali és a késleltetett VRM tesztek befejezése között 20 perc késéssel. Ezt követően a résztvevőknek köszönetet mondtak és tájékoztatták őket, majd visszatértek a klinikára a fiziológiai vizsgálatok befejezése érdekében.

Adatelemzés

A változók elfogadható normális eloszlását az egészséges tartományon belüli ferdeség (2) ellenőrzésével értékelték, 24% volt túlsúlyos (25 a 25–45 éves nőknél a memóriafunkció és az étkezési zsírbevitel vagy fiziológiai indexek mértéke (n = 38).

A verbális memóriafeladat teljesítménye a zsírbevitelhez is társult, mivel a nagyobb zsírbevitel előre jelezte a hibák többségét mind a szavak azonnali visszahívásában, mind a bemutatott szavak felismerésében azonnal és 20 perc késés után (5. táblázat). A vizuális-térbeli tanulási hibákkal ellentétben a verbális memória hibák mind a telített, mind a telítetlen zsírok nagyobb mértékű bevitelével társultak, de nem az arány és a transz-zsírok között. A vér koleszterinszintje nem jósolta a verbális memóriát, de a magasabb éhomi inzulin több szófelismerési hibával társult.

A makroelemek bevitele, az éhomi inzulin és a DMS feladat eredményei között részleges korrelációkat hajtottak végre hasonlóan: a szignifikancia megközelítéséhez csak a telített és telítetlen zsír aránya és az átlagos helyes késleltetés közötti összefüggést találták (r = -0,30, o = 0,08), de mivel ez negatív összefüggés volt, ami rövidebb válaszidőket jelentett a telített zsírbevitelhez képest a telítetlen zsírokhoz képest, ez nem biztos, hogy megbízható eredmény. Abban az esetben, ha a DMS kimenetele az összes vizsgálat átlagában olyan feladatokat tükröz, amelyek nem voltak eléggé igényesek, külön részleges összefüggéseket hajtottak végre a vizsgálatokkal, hosszabb késésekkel (4 és 12 másodperc), de még mindig nem tapasztaltak szignifikáns összefüggéseket (adatokat nem közöltek).

Társulások szénhidrát- és fehérjebevitellel

A többi makrotápanyag, a szénhidrát és a fehérje bevitele, valamint a kognitív teljesítmény közötti potenciális összefüggéseket ugyanazt a változót kontrolláló részleges korrelációkkal is megvizsgáltuk. Nem volt szignifikáns összefüggés a szénhidrátbevitel és a megismerés között (legnagyobb r = 0,29, o = 0,09, késleltetett verbális felismerési hibák esetén); a fehérjebevitel azonban szignifikánsan pozitívan korrelált a szófelismerési hibákkal (azonnali, r = 0,41; késleltetett, r = 0,40, mindkettő o 2 érték és jelentőség a többszörös regressziós modellek szempontjából, a makrotápanyagok és a kognitív asszociáció teljes energiafogyasztása szerinti potenciális mediáció vizsgálata, ideértve az életkort, a verbális IQ-t és a kovariáns aktivitást.

A teljes zsírfogyasztás mediációs eredményei a következők voltak: az azonnali verbális szabad visszahívás érdekében az energiafogyasztásnak nincs közvetlen közvetlen hatása az elfelejtett szavak számára (B = -0.0001), míg a teljes zsírfogyasztás közvetlenül kapcsolódott az elfelejtett szavakhoz (B = 0,006, o 0,10) az elfelejtett szavakra (az általános modell kiigazítva R 2 = 0,29, o Kulcsszavak: megismerés, memória, hippokampusz, telített zsír, telítetlen zsír, inzulin, nők

Idézet: Gibson EL, Barr S és Jeanes YM (2013) A szokásos zsírbevitel megjósolja a memóriafunkciót a fiatalabb nőknél. Elülső. Zümmögés. Neurosci. 7: 838. doi: 10.3389/fnhum.2013.00838

Beérkezett: 2013. július 29 .; Folyamatban lévő dokumentum megjelent: 2013. szeptember 9 .;
Elfogadva: 2013. november 19 .; Online közzététel: 2013. december 11.

Michael Smith, Northumbria Egyetem, Egyesült Királyság

Jade Elliott, Staffordshire University, Egyesült Királyság
Emma Wightman, Northumbria Egyetem, Egyesült Királyság