新研究表明,大腦老化始於中年——而早期生活方式的改變和針對性干預可能有助於預防認知能力下降。

我們大腦的神經元就像一座繁忙的城市,每座建築都依賴穩定的電力供應來運轉。如果發生短暫的停電,系統會啟動以恢復供電,不會有任何損害。

但如果停電持續數月呢?應急發電機或許能維持基本服務運轉,但最終它們也會失效。供水系統可能會凍結和爆裂,建築會逐漸損壞,基礎設施會開始崩塌。當電力最終恢復時,損害已經造成——城市變成廢墟。

今年3月一項關於大腦老化模式和干預措施研究的主要作者,莉莉安·穆季卡-帕羅迪(Lilianne Mujica-Parodi)分享了上述比喻,並表示:「在問題還不大的時候解決它更容易。」

該研究顯示,衰老遵循特定的進程,第一階段發生在中年,並伴隨著更高的胰島素抵抗。

就像城市在電力恢復過晚時會遭受持久損害一樣,大腦也可能發展到干預不再有效的程度。因此,儘早採取行動至關重要。

大腦老化

穆季卡-帕羅迪是紐約州立大學石溪分校(Stony Brook University)計算神經診斷實驗室(Laboratory for Computational Neurodiagnostics)的主任。根據她的說法,大腦衰退遵循明顯的階段——直到四十多歲保持穩定,隨後開始出現退行性變化,並在六十多歲時急劇加速。

大腦老化的一個關鍵因素是葡萄糖代謝降低——大腦難以利用碳水化合物獲取能量,這損害了其功能。這些代謝變化在症狀出現前幾十年就已經開始了,但通常直到老化後期才被察覺,此時干預效果遠不如早期。然而,功能性磁共振成像(fMRI)和腦電圖——用於研究大腦活動的工具——可以檢測出早期與年齡相關的大腦變化,為預防,而非晚期治療,提供了機會。

穆季卡-帕羅迪表示,理解疾病機制是有效治療的第一步。例如,阿爾茨海默症長期以來被認為是β-澱粉樣蛋白(一種在腦細胞間形成粘性斑塊的蛋白質)和tau蛋白(在腦細胞內形成扭曲纏結)積累的結果,這推動了旨在清除這些蛋白的藥物開發。然而,這些治療大多失敗了。

失敗的一個原因是,在阿爾茨海默症被診斷出來時,神經元已經發生了不可逆的損傷。蛋白質積累是大腦胰島素抵抗的結果——換句話說,針對β-澱粉樣蛋白和tau蛋白的藥物未能解決根本原因。

與許多其它細胞不同,成年神經元的再生能力非常有限。穆季卡-帕羅迪表示,如果認知衰退源於神經元實際上處於「飢餓」狀態,正如研究所示,那麼等到神經元功能受損或死亡時再干預不太可能奏效。

生理系統旨在維持體內平衡——能量供應與需求之間的平衡。她表示,當這種平衡被打破時,產生的壓力會導致進一步的失調,隨著時間推移使問題惡化。

一旦干擾積累並出現如代謝應激和葡萄糖調節失衡等次生效應,那麼光是修復原始問題已經不足以應對。

胰島素抵抗是主要驅動因素

大腦網絡不穩定性的第一次顯著變化與胰島素抵抗增加同時發生,通常通過HbA1c(長期血糖水平的標誌物)來測量。

神經元依賴兩種主要能量來源:葡萄糖和酮。穆季卡-帕羅迪說,一些神經元需要胰島素來獲取葡萄糖,而那些對胰島素產生抵抗的神經元則難以利用這種燃料,這種情況稱為「胰島素抵抗」。

當細胞失去有效利用葡萄糖(其主要能量來源)的能力時,代謝應激增加,減緩了神經細胞之間的訊息傳遞,進而導致認知能力下降。

西雅圖註冊營養師安吉爾‧普拉內爾斯(Angel Planells)告訴《大紀元時報》,在阿爾茨海默症等疾病中,葡萄糖的攝取和利用受到損害。這就是為甚麼阿爾茨海默症有時被稱為「第三型糖尿病」。

穆季卡-帕羅迪說,當神經元產生胰島素抵抗時,它們失去獲取葡萄糖的能力,但仍可利用酮——酮代謝不需要胰島素,提供了替代能量來源。

研究顯示,即使是患有輕度認知障礙或阿茲海默症的老年人,其腦細胞仍然可以吸收酮,不過到了這個階段,不可逆轉的損傷可能會限制其效果。

因此,確定干預窗口對於主動保護大腦至關重要。

干預窗口

穆季卡-帕羅迪表示:「與老化相關的認知衰退並不是變老的必然結果,而是一個可以通過針對大腦胰島素抵抗進行早期干預來預防的過程。」

大腦老化遵循可預測的軌跡。這些變化不是漸進的線性下降,而是一個「S形」曲線,表明存在特定的最有效干預窗口。

大腦的不穩定曲線:隨著時間的推移,一般來說,大腦變得更加不穩定,但代謝干預可能有所幫助。(大紀元)
大腦的不穩定曲線:隨著時間的推移,一般來說,大腦變得更加不穩定,但代謝干預可能有所幫助。(大紀元)

從四十歲後期開始,大腦網絡會發生顯著變化,表現為不穩定性和失去協調性。這些變化與2型糖尿病患者的變化相似。這進一步證實了胰島素抵抗是早期認知能力下降的一個主要因素。

40歲到60歲之間的時期是最關鍵的干預窗口。在此期間,大腦網絡最為不穩定但仍具適應性,是進行干預的最佳時期。

生酮飲食

快速繞過胰島素抵抗的代謝干預已被證明有效,例如補充酮或遵循生酮飲食。

穆季卡-帕羅迪驚訝於這些干預措施見效之快——在她的研究中,飲用酮飲品僅30分鐘後大腦網絡就穩定了。

在一項研究中,參與者在一夜禁食後飲用酮飲品或葡萄糖飲品,並使用功能性磁共振成像掃瞄測量大腦活動以觀察變化。他們發現,大腦網絡的功能隨著燃料來源的不同而變化:

葡萄糖降低穩定性,而酮則提高穩定性。這種效果在飲食變化和酮補充中均可見,這表明當資源有限時,大腦會切換網絡以節省能量。此前的一項研究還顯示,僅一周的生酮飲食後也出現了類似變化。

低碳水化合物、高脂肪飲食或禁食可以在體內產生酮,酮也可以作為補充劑服用,但維護大腦健康不必等到40歲。穆季卡-帕羅迪表示,早期生活方式的改變,如採用低碳水化合物、高纖維飲食和定期進行鍛鍊,可以幫助預防或延遲大腦胰島素抵抗。

一旦進入40歲,除了標準的HbA1c檢測(測量過去兩到三個月的平均血糖濃度)之外,篩檢大腦胰島素抵抗可以幫助儘早識別風險,以便實施生酮飲食或補充劑來支持葡萄糖獲取。

普拉內爾斯說:「並非每個人都需要嚴格的生酮飲食,但減少加工碳水化合物和改善胰島素敏感性通常有益於大腦健康。」

需要注意的是,儘管有潛在益處,酮補充劑和生酮飲食也有侷限性。對一些人來說,生酮飲食的限制性可能降低依從性(患者遵循醫療建議、治療計劃或飲食干預的程度),而酮補充酮可能導致胃腸道不適、頭痛或電解質失衡等副作用。

普拉內爾斯說,除了生酮飲食和補充劑外,認知韌性(即大腦適應壓力並保持其功能的能力)也可以通過一下活動來培養,如智力刺激任務、學習新技能和保持社交聯繫等。慢性壓力(Chronic Stress)和皮質醇水平升高會加速大腦老化——這就是為甚麼冥想等正念練習是有益的。

「機會窗口可能很窄,但知道它的存在賦予了我們行動的力量。」他說。

原文「The Optimal Time to Prevent Age-Related Cognitive Decline–and How to Do It」刊於英文《大紀元時報》網站。#

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