Когнитивна невронаука

Тази статия е част от изследователската тема

Хранителни влияния върху неврокогнитивното функциониране на човека Вижте всички 14 статии

граници

  • Изтеглете статия
    • Изтеглете PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Допълнителни
      Материал
  • Цитат за износ
    • EndNote
    • Референтен мениджър
    • Прост ТЕКСТ файл
    • BibTex
СПОДЕЛИ НА

Оригинални изследвания СТАТИЯ

  • 1 Катедра по психология, колеж Уайтландс, Университет в Роемптън, Лондон, Великобритания
  • 2 Отдел за диабета и хранителните науки, King’s College London, Лондон, Великобритания
  • 3 Департамент по природни науки, колеж Уайтландс, Университет в Роемптън, Лондон, Великобритания

Въведение

Дългосрочното поддържане на оптимална когнитивна функция става все по-важно, като се има предвид изместването на демографските данни към нарастващо възрастно население. Има натрупващи се доказателства за значението на факторите на начина на живот за поддържане на когнитивната функция в по-напреднала възраст (Gillette Guyonnet et al., 2007; Lee et al., 2009). Неотдавнашно надлъжно епидемиологично проучване откри доказателства за когнитивен спад при възрастни на средна възраст: кохорта от 10 308 британски държавни служители на възраст 45–70 години (известно като проучване Whitehall II) беше оценявана за когнитивна функция три пъти в продължение на 10 години (Singh-Manoux и др., 2012). Когнитивният спад е очевиден във всички възрастови групи, дори при тези на възраст 45–49 години на изходно ниво; освен това ефектът вероятно е бил подценен поради практическите ефекти. Подобен когнитивен спад в относително здрава група най-вероятно се дължи на фактори на начина на живот, включително диета, може би взаимодействие с генетична чувствителност.

Експериментални проучвания върху гризачи са установили, че животните, хранени с диети с високо съдържание на наситени мазнини в продължение на няколко седмици, показват увреждания в ученето и паметта (Murray et al., 2009) и независимо от затлъстяването (Valladolid-Acebes et al., 2011). Различни промени в мозъка, особено в хипокампуса, могат да бъдат в основата на тези ефекти, включително намаляване на неврогенезата, повишена възпалителна активност, променена пропускливост на кръвно-мозъчната бариера, намалена невронална пластичност и намалена чувствителност на инсулин към хипокампа (Molteni et al., 2002; Kanoski et al., 2010; McNeilly et al., 2011; Davidson et al., 2012; Pancani et al., 2013). При хората диетите с високо съдържание на наситени или транс-мазнини и с ниско съдържание на полиненаситени мазнини (PUFA) са свързани с по-лоша когнитивна функция при по-възрастните популации, както в епидемиологични проучвания в напречно сечение (Kalmijn et al., 2004), така и в надлъжни проучвания в които познанието се проследява в продължение на няколко години (Morris et al., 2004; Gillette Guyonnet et al., 2007; Okereke et al., 2012). Това включва констатацията, че приемът на мазнини от 40 до 60-годишните прогнозира когнитивната функция 20 години по-късно, с относително влошаване, свързано с наситените мазнини и подобрения, свързани с приема на ненаситени мазнини (Eskelinen et al., 2008).

Високият кръвен холестерол в кръвта е свързан с по-лошо познание в някои проучвания (Gendle et al., 2008), но констатациите са противоречиви и предполагат, че понижаването на холестерола в населението сами по себе си не трябва да бъде приоритет за когнитивните функции (Solomon et al., 2009; Reynolds et al., 2010).

Не всички проучвания обаче подкрепят благоприятния ефект на MUFA върху когнитивния спад: през 2002 г. резултати от голямо 6-годишно проспективно проучване на 5395 възрастни холандци (Проучването в Ротердам), което включва полуколичествен FFQ и мониторинг за деменция, не откри никаква връзка между високия прием на наситени и транс-мазнини и холестерола, или ниския прием на MUFA и PUFA и риска от развитие на деменция, след коригиране за вероятни обърквания (Engelhart et al., 2002). И все пак, само 197 участници (3,6%) са били диагностицирани с деменция през този период и по-фини спадове в когнитивните функции не са оценени. В друго голямо епидемиологично проучване в САЩ (Nurses 'Health Study; Samieri et al., 2013), при което жени на възраст най-малко 70 години са били проследявани в продължение на 6 години, спазването на средиземноморска диета и MUFA: съотношение на наситени мазнини, не са били значително свързани с когнитивния спад. Освен това, един неотдавнашен доклад от 1528 г. на 60- до 64-годишни австралийци, оценен в продължение на 4 години, установява, че средиземноморската диета не предпазва от когнитивен спад, но вместо това по-високата MUFA всъщност е свързана с по-голям спад (Cherbuin and Anstey, 2012).

В последващо проучване с подобрен дизайн на рандомизиран контролиран кръстосан дизайн, 16 по-млади мъже на възраст 19–28 години са яли 70% мазнини, 4% въглехидратна диета в продължение на 5 дни, а в следващите 5 дни е равноцветна диета с ниско съдържание на мазнини от 24% мазнини и 50% въглехидрати (и двете диети са били с високо съдържание на протеини, с 26% енергия), с 2-седмичен период на измиване между тях, както и 3 дни на стандартизирана диета преди всяка тестова диета ( Holloway et al., 2011). В сравнение с диетата с ниско съдържание на мазнини, диетата с високо съдържание на мазнини води до влошаване на фокусираното внимание и скоростта на извличане на паметта, както и до по-бавна обработка на информация, въпреки че други мерки за внимание и епизодична или работна памет не са засегнати значително. Настроението не е засегнато от това проучване. По същия начин, при здрави възрастни с наднормено тегло, след една седмица на диета за намаляване на теглото с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати, паметта е била нарушена в сравнение с участниците след по-балансирана редуцираща диета, въпреки че скоростта на реакция на задача за бдителност е била по-бърза (D ' Anci et al., 2009). За разлика от това, 6-седмичната нисковъглехидратна кетогенна диета подобрява паметта спрямо диетата с високо съдържание на въглехидрати, при възрастни участници с леко когнитивно увреждане (Krikorian et al., 2012).

Следователно, въпреки някои интригуващи доказателства, които предполагат значението на диетичния тип мазнини за когнитивното здраве, в литературата има несъответствия и дори противоположни ефекти. По този начин, настоящото проучване е предназначено да събере надеждни хранителни данни (7-дневни диетични дневници), както и подробни физиологични мерки и чувствителни когнитивни тестове на паметта и ученето при жени на възраст 25–45 години. Тествахме хипотезата, че по-големият прием на наситени и транс-мастни киселини и по-високото съотношение на наситени мазнини към ненаситени мазнини биха предсказали по-лошо представяне на по-младите жени по задачи на паметта, които се очаква да бъдат чувствителни към медиалния темпорален лоб или хипокампалната функция.

Материали и методи

Участници

Измерване на здравословното поведение

През седмицата, предшестваща присъствието им в лабораторията, обичайният хранителен прием и активност бяха оценени с помощта на 7-дневен дневник за храна и активност. На участниците бяха предоставени крачкомери (Yamax Digi-walker SW-200), които да носят през същите 7 дни, за да характеризират нивата на физическа активност заедно с дневника на активността. Нивата на физическа активност са изчислени от 7-дневния дневник, за да се оцени средното дневно ниво на физическа активност на участниците. Дейностите бяха категоризирани в метаболитни еквиваленти на енергия (METs) като кратна на базалната скорост на метаболизма. Категориите бяха: светлина (6 METs; Ainsworth et al., 2000). Хранителните дневници бяха кодирани от обучен изследовател и данните бяха въведени в компютъризиран пакет за диетичен анализ (Dietplan 6.3, Forestfield Software, Horsham, UK), за да се осигурят приблизителни дневни енергийни и хранителни количества.

Измерване на физиологични показатели

Височината, теглото и обиколката на талията бяха оценени чрез стандартизирани протоколи, за да се осигури точно измерване (Norgan, 2005). Общото телесно затлъстяване също се измерва при стандартизирани условия (Kushner, 1992) чрез анализ на тетраполярен биоелектричен импеданс с помощта на едночестотен анализатор за състав на тялото Bodystat® 1500.

Когнитивни тестове

Бяха използвани три кратки компютъризирани теста от набора когнитивни тестове CANTABeclipse (v3) (Cambridge Cognition Ltd., Cambridge, UK), включващи отговори на сензорния екран. Тези тестове са избрани, тъй като се смята, че са чувствителни към дисфункция на хипокампуса и медиалните области на темпоралния лоб, което може да бъде особено податливо на обида от хранителни мазнини и ефекти на метаболитния синдром (Kanoski and Davidson, 2011). Единият е словесен тест, другите два са визуално-пространствени по формат.

Тест на паметта за устно разпознаване (2 × 5 минути)

В теста за словесна памет за разпознаване (VRM) на участника бе показан списък от 18 думи, една по една, които те бяха помолени да запомнят възможно най-добре. След това те бяха оценени, както следва: (i) незабавно извикване: броят на думите, извикани правилно на глас непосредствено след презентацията (участникът се обърна далеч от екрана, докато отговорите му (правилни думи, нови думи или повторения) бяха отбелязани на компютър от изследователя) (ii) незабавно разпознаване: на участниците беше представена рандомизирана последователност от 36 думи, половината от които бяха в първоначалния списък, за да бъдат запомнени; тъй като всяка дума беше представена, от тях се изискваше да докоснат цели „да“ или „не“ на екрана, за да посочат дали са разпознали думата като в списъка, за да запомнят (iii) забавено разпознаване: след закъснение от 20 минути, процедурата за разпознаване на думи се повтаря както преди.

Забавено съвпадение на пробата (DMS) (10 минути)

Този тест оценява едновременно и забавено разпознаване на нови модели (забавено съвпадение на шаблони, DMS); на участниците беше показан сложен визуален образец и след това (обикновено след кратко закъснение) им беше представен набор от четири модела и трябваше да докоснат модела, който е идентичен с оригиналния образец. Резултатите оценяват латентността на отговора, броя на правилно избраните модели и вероятността от грешка след правилен или неправилен отговор.

Задача за сдвоено асоциирано обучение (PAL) (10 минути)

Този тест оценява визуално-пространствената памет и новото обучение и може да се използва като скринингов тест за ранни признаци на деменция или свързано с възрастта намаляване на паметта. Кутиите бяха показани около отвора на екрана в произволен ред, разкривайки или нов шаблон, или никакъв шаблон. След това образцовите шарки бяха показани в средата на екрана, един по един и участникът трябваше да докосне полето, където първоначално се намираше шаблонът. Ако участникът е допуснал грешка, шаблоните са били представени отново, за да напомнят на участника за местоположението им. Нивото на трудност се увеличи с теста. В използвания тук клиничен режим броят на разкритите модели се е увеличил от 1, след това на 3, 6–8, като грешки обикновено се появяват, след като трябва да бъдат извикани поне шест местоположения на модели.

Резултатите за всяко ниво на трудност обхващат грешките, направени от участника, броя на опитите, необходими за правилно намиране на шаблона (ите), резултатите от паметта и завършените етапи.

Процедура

Участниците в по-голямото проучване на жени с СПКЯ и съвпадащи контроли са посещавали клиниката в университета в Роемптън сутрин, след като са гладували цяла нощ, за оценка на редица физиологични мерки (описани по-горе). По това време те бяха помолени да прочетат информацията на участника за това допълнително изследване на когнитивната функция. След това доброволците да участват подписаха съгласието си (н = 38).

Като част от своите оценки, всички участници са подложени на OGTT (вж. По-горе), с вземане на кръв на 2 часа. Един час след глюкозната напитка те бяха настанени в тиха стая пред компютърния монитор с възможност за реакция на сензорен екран. Разстоянието им от екрана е стандартизирано, както е препоръчано от Cambridge Cognition Ltd. Последователността на тестовете им беше обяснена и бяха дадени внимателни устни инструкции, следвайки препоръчания текст.

Преди стартирането на тестовата батерия CANTABeclipse беше администриран NART (NFER Nelson): смята се, че това представлява форма на стабилен словесен коефициент на интелигентност, който може да действа като индекс на преморбидна интелигентност, въпреки че отразява и образователното ниво и социално-икономическия статус по-общо Crawford et al., 1988). Участниците бяха представени с поредица от карти една по една, като всяка карта имаше една дума, отпечатана с главни букви. Участникът беше помолен да произнесе всяка дума на глас по начина, по който вярва, че е правилното произношение. Тестът беше оценен чрез сумиране на броя на думите, които не бяха произнесени правилно (т.е. NART грешки).

След това бяха проведени тестовете за затъмнение CANTAB, в следния ред: VRM - незабавно изземване; VRM - незабавно разпознаване; забавено съвпадение на извадката (DMS); визуално-пространствено обучение (PAL); VRM-забавено разпознаване. Батерията издържа приблизително 30 минути, със закъснение от 20 минути между завършването на непосредствените и забавените VRM тестове. След това участниците бяха благодарени и разпитани и върнати в клиниката за завършване на физиологичните оценки.

Анализ на данни

Променливите бяха оценени за приемливо нормално разпределение чрез проверка за изкривяване (2) в рамките на здравословните граници, 24% бяха с наднормено тегло (25 a между измерванията на функцията на паметта и приема на хранителни мазнини или физиологичните показатели при жени на възраст от 25 до 45 години (н = 38).

Изпълнението на задачата за словесна памет също е свързано с приема на мазнини, тъй като по-големият прием на мазнини предсказва повече грешки както при незабавното извикване на думи, така и за разпознаване на представени думи веднага и след 20 минути закъснение (Таблица 5). Въпреки това, за разлика от визуално-пространствените грешки при ученето, грешките в словесната памет са свързани с по-голям прием както на наситени, така и на ненаситени мазнини, но не и със съотношението, нито с транс-мазнините. Кръвният холестерол не предсказва словесна памет, но по-високият инсулин на гладно е свързан с повече грешки при разпознаване на думи.

По подобен начин бяха проведени частични корелации между приема на макроелементи, инсулина на гладно и резултатите за задачата DMS: единствената корелация, която се доближава до значимост, е между съотношението наситени към ненаситени мазнини и средната правилна латентност (r = -0,30, стр = 0,08), но тъй като това е отрицателна корелация, което предполага по-кратко време за реакция за по-наситен прием на мазнини спрямо ненаситени мазнини, това може да не е надеждна констатация. В случай, че резултатите за DMS, осреднени за всички опити, отразяват задачи, които са недостатъчно взискателни, се провеждат отделни частични корелации за опитите с по-дълги закъснения (4 и 12 s), но все още не се наблюдават значими асоциации (данните не са показани).

Асоциации с приема на въглехидрати и протеини

Потенциалните връзки между приема на други макронутриенти, въглехидрати и протеини и когнитивните показатели също бяха изследвани чрез частични корелации, контролиращи за същите променливи. Няма значими връзки между приема на въглехидрати и познанието (най-голямо r = 0,29, стр = 0,09, за забавени грешки при устно разпознаване); приемът на протеини обаче беше значително положително свързан с грешките при разпознаване на думи (незабавно, r = 0,41; забавено, r = 0,40, и двете стр 2 стойности и значимост за цялостните модели на множествена регресия, изследващи потенциалната медиация чрез общ енергиен прием на асоциацията на макронутриентите и когницията, включително възраст, вербален коефициент на интелигентност и активност като ковариати.

Резултатите от медиацията за общия прием на мазнини бяха, както следва: за незабавно словесно свободно изземване енергийният прием нямаше значителен пряк ефект върху броя забравени думи (Б. = -0.0001), докато общият прием на мазнини е пряко свързан със забравени думи (Б. = 0,006, стр 0.10) за забравени думи (цялостният модел е коригиран R 2 = 0,29, стр Ключови думи: познание, памет, хипокампус, наситени мазнини, ненаситени мазнини, инсулин, жени

Цитиране: Gibson EL, Barr S и Jeanes YM (2013) Обичайният прием на мазнини предсказва функцията на паметта при по-младите жени. Отпред. Хъм. Невроски. 7: 838. doi: 10.3389/fnhum.2013.00838

Получено: 29 юли 2013 г .; Предстои публикуване на хартия: 09 септември 2013 г .;
Приет: 19 ноември 2013 г .; Публикувано онлайн: 11 декември 2013 г.

Майкъл Смит, Университет Нортумбрия, Великобритания

Джейд Елиът, Стафордширски университет, Великобритания
Ема Уайтман, Университет Нортумбрия, Великобритания