High-Fat-Diäten Hammer Memory, mehr als eine Gürtellinie Sorge | 2020

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Anonim

Eine Verringerung der Menge an Nahrungsfett und leeren Kalorien kann das Gedächtnis verbessern und dazu beitragen, die negativen Auswirkungen von Stress und Altern auf Denken und Lernen zu verringern, wie kürzlich durchgeführte Tierstudien nahe legen. Andere Arbeiten zeigen, dass Diäten mit hohem Fett- und Kohlenhydratgehalt kognitive Verluste aufgrund von Schlafapnoe bei anfälligen Personen verschlimmern können.

Fast zwei Drittel der Erwachsenen in den USA sind übergewichtig und 30,5 Prozent sind fettleibig, wie aus einer kürzlich durchgeführten National Health and Nutrition Examination Survey hervorgeht.

„Wir befinden uns in den USA mitten in einer Adipositas-Epidemie“, sagt Dr. Barry Levin vom VA Medical Center in East Orange, New Jersey. „Diese neuen Studien zeigen, dass fettreiche Diäten nicht nur für das Herz ein Risikofaktor sind Krankheit, Bluthochdruck und Diabetes, aber auch für kognitive Abnahme. "

Veerendra Kumar Madala Halagappa, PhD, und Mark Mattson, PhD, vom National Institute on Ageing, untersuchten, wie eine fett- und zuckerreiche Ernährung das Lernen und das Gedächtnis bei Mäusen beeinflusst.

Junge erwachsene männliche Mäuse wurden nach Diät in vier Gruppen eingeteilt: normale (Kontroll-) Diät, fettreiche Diät, zuckerreiche Diät und Diät mit hohem Gehalt an gesättigten Fetten und Zucker. Sie wurden vier Monate lang auf Diät gehalten. Mäuse, die sich fettreich oder fett- und zuckerreich ernährten, hatten nach vier Monaten signifikant mehr an Gewicht zugenommen als Mäuse, die sich kontrollierten und zuckerreich ernährten.

Um ihr Lernen und Gedächtnis zu testen, haben die Mäuse dann eine Labyrinthaufgabe abgeschlossen. Halagappa stellte fest, dass die Mäuse, die fettreiche und fettreiche, zuckerreiche Diäten einnahmen, das Labyrinth und die anderen Diäten nicht lernen und sich daran erinnern konnten.

"Diese Ergebnisse liefern direkte Beweise dafür, dass Fast-Food-Diäten, insbesondere Diäten mit hohem Gehalt an gesättigten Fettsäuren, das Lernen und das Gedächtnis beeinträchtigen können", sagt er.

Halagappa und Mattson gingen noch einen Schritt weiter, um herauszufinden, wie eine fettreiche Ernährung die Reaktion der am Lernen und Gedächtnis beteiligten Nervenzellen auf Stress beeinflussen könnte. Sie entwarfen ein Experiment, bei dem Mäuse, die die vier verschiedenen Diäten eingenommen hatten, einem Neurotoxin namens Kainsäure ausgesetzt wurden, von dem bekannt ist, dass es die Nervenzellen im Hippocampus schädigt, einer Gehirnregion, die an Lernen und Gedächtnis beteiligt ist. Wenn Mäuse auf der Kontrolldiät oder der zuckerreichen Diät Kainsäure ausgesetzt waren, waren ihr Lernen und Gedächtnis etwas beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu wurde das Gedächtnis von Mäusen bei Diäten mit hohem Fett- und hohem Fettgehalt und hohem Zuckergehalt durch das Neurotoxin stark beeinträchtigt.

"Diese Ergebnisse zeigen, dass Fast-Food-Diäten das Gedächtnis von Mäusen beeinträchtigten und ihr Gehirn anfälliger für kainatinduzierte kognitive Dysfunktionen machten", sagt Halagappa. "Wenn solche Diäten beim Menschen ähnliche Auswirkungen haben, kann die Reduzierung der Menge an Fett und leeren Kalorien das Gedächtnis verbessern und den Widerstand gegen alters- und stressbedingte kognitive Beeinträchtigungen erhöhen."

In einer anderen Arbeit, die die Vorstellung unterstützt, dass eine fettreiche Ernährung zu Lern- und Gedächtnisstörungen führen kann, befassten sich John Morley und seine Kollegen Susan Farr und William Banks in der Abteilung für Geriatrie am VA Medical Center in St. Louis wurden adipöse CD-1-Mäuse mit normalgewichtigen CD-1-Mäusen verglichen, um einen T-Labyrinth-Test zur Vermeidung von Fußstößen und einen Gedächtnistest zum Drücken des Hebels zu erlernen.

Übergewichtige Mäuse erhielten sieben Monate lang eine Diät, die etwa 10% Fett enthielt, während Kontrollmäusen Standard-Laborfutter, das nur 5% Fett enthielt, verabreicht wurde. Im Alter von acht Monaten wogen die Mäuse mit der fettreichen Diät etwa 60 Prozent mehr als die Mäuse mit der regulären Diät.

Die Mäuse wurden darauf trainiert, in einem T-Labyrinth einen Schlag auf ihre Füße zu vermeiden, bis sie einen Schlag erfolgreich vermieden hatten. Eine Woche später wurde getestet, wie gut sie sich an den Fußschock erinnern konnten, indem sie ihr Training fortsetzten, bis sie den Schock in sechs aufeinanderfolgenden Versuchen fünfmal vermieden hatten. Die fettleibigen Mäuse benötigten signifikant mehr Versuche als die normalgewichtigen Mäuse, um die Erinnerung an den Fußschock zu erlangen und aufrechtzuerhalten.

Die Mäuse wurden auch darauf trainiert, einen Hebel zu drücken, um ein Getränk Milch als Verstärkung zu erhalten. Sie wurden zwei Wochen lang jeden zweiten Tag (Montag, Mittwoch und Freitag) trainiert. Die fettleibigen Mäuse benötigten signifikant mehr Versuche als die Kontrollmäuse, um das Drücken eines Hebels zur Milchverstärkung zu erlernen.

"Wir schließen aus diesen Studien, dass Fettleibigkeit zu einem Rückgang der Fähigkeit führt, sich neue Fakten anzueignen und diese zu merken", sagt Morley.

Ann-Charlotte Granholm, PhD, DDS, und ihre Kollegen an der Medizinischen Universität von South Carolina in Charleston untersuchten, ob eine Diät mit hohem Cholesterin- und Fettgehalt das Arbeitsgedächtnis bei Ratten mittleren Alters (entsprechend 60 und älter für Menschen) beeinflusst.

Die Forscher gaben den 16 Monate alten Ratten acht Wochen lang eine Diät, die 2 Prozent Cholesterin und 10 Prozent gehärtetes Kokosöl enthielt. Kontrollratten wurden mit einer normalen Fettdiät gefüttert, die 10% Sojaöl enthielt.

Ratten mit fettreicher und cholesterinreicher Ernährung wiesen im Vergleich zu den Kontrollen signifikant höhere Plasmatriglyceride, Gesamtcholesterin, hochdichtes Lipoproteincholesterin und niedrigdichtes Lipoproteincholesterin auf. Gewichtszunahme und Nahrungsaufnahme waren zwischen den Gruppen ähnlich. Dies schloss die Auswirkungen der Gewichtszunahme auf die Auswirkungen aus, die bei Ratten auf die fettreiche Ernährung beobachtet wurden.

Während ihrer letzten zwei Wochen auf der Diät wurden die Ratten in einer Wasserversion des radialen Armlabyrinths getestet, in der das Arbeitsgedächtnis der Tiere (auf Gegenstände, die während des Tests verändert wurden) sowie ihr Referenzgedächtnis (auf Gegenstände, die verändert wurden) getestet wurden änderte sich während des Tests nicht). Tiere mit hohem Fettgehalt machten mehr Fehler als Tiere, die mit der Kontrolldiät gefüttert wurden, insbesondere während des Versuchs, der die höchsten Anforderungen an ihr Arbeitsgedächtnis stellte.

"Dies zeigt, dass Tiere, die eine fettreiche Diät erhielten, weniger in der Lage waren, eine erfolgreiche Leistung aufrechtzuerhalten, wenn die Arbeitsgedächtnisbelastung am höchsten war", sagt Granholm.

Diäten mit hohem Fett- und Kohlenhydratgehalt können auch die kognitiven Verluste aufgrund von Schlafapnoe bei Patienten, die anfällig für diese Erkrankung sind, verschlechtern, wie bei Ratten verrichtet.

Forscher des Kosair Kinderkrankenhaus-Forschungsinstituts in Louisville, Kentucky, stellten fest, dass eine fett- und kohlenhydratreiche Ernährung die kognitiven Defizite bei Ratten verschlimmerte, die während des Schlafes wiederholt kurzen Sauerstoffmangelperioden ausgesetzt waren.

In der Arbeit von Dr. David Gozal und seinen Kollegen erhielten erwachsene männliche Ratten ab dem 30. postnatalen Tag eine fettreiche und raffinierte Kohlenhydratdiät oder eine fettarme und komplexe Kohlenhydratdiät, die 90 Tage andauerte. Sie wurden dann entweder normalen Sauerstoffkonzentrationen oder kurzen Perioden mit niedrigem Sauerstoffgehalt (intermittierende Hypoxie) für 12 Stunden pro Tag für 14 Tage ausgesetzt.

Die Forscher maßen dann den Grad der CREB-Phosphorylierung, ein Maß für die zelluläre Toleranz gegenüber Stress und für die Fähigkeit, in verschiedenen Hirnregionen unter Hypoxie ein Gedächtnis zu erzeugen. Ratten in der normalen Sauerstoffgruppe, die sich fettarm, aber reich an komplexen Kohlenhydraten ernährten, zeigten normale Werte der CREB-Phosphorylierung im Hippocampus, einem Teil des Gehirns, der am Lernen und Gedächtnis beteiligt ist. Ratten in drei anderen Gruppen - nur intermittierende Hypoxie; fettreiche, raffinierte Kohlenhydratdiät; und intermittierende Hypoxie mit fettreicher, raffinierter Kohlenhydratdiät zeigten eine erhebliche Abnahme der CREB-Phosphorylierung.

Ratten in den Gruppen mit intermittierender Hypoxie und fettreicher, raffinierter Kohlenhydratdiät hatten bei einer Gedächtnisaufgabe ebenfalls viel größere Schwierigkeiten als Ratten, die nur einer intermittierenden Hypoxie ausgesetzt waren oder nur die fettreiche, raffinierte Kohlenhydratdiät fütterten.

"Unsere neuen Erkenntnisse stützen erstmals die Hypothese, dass die Ernährung die Anfälligkeit eines Menschen für kognitive Beeinträchtigungen, die durch diese kurzen Phasen niedriger Sauerstoffkonzentrationen verursacht werden, wie sie beispielsweise bei Patienten mit Schlafapnoe auftreten, verändern kann", sagt Gozal. "Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine verbesserte Ernährung ein wichtiger Bestandteil des Behandlungsplans bei Patienten mit Schlafapnoe sein kann."