Le scelte dietetiche e le loro conseguenze possono certamente influenzare la funzione cognitiva. Un nuovo studio condotto da ricercatori del Brigham and Women’s Hospital, un membro fondatore del sistema sanitario del generale Brigham, insieme a collaboratori esterni, espande il lavoro precedentemente pubblicato (incentrato su individui portoricani negli Stati Uniti) includendo razze ed etnie aggiuntive.
I loro risultati sono pubblicati in Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association.
“Il nostro studio ha enormi punti di forza nell’ampliare la dimensione del campione e nell’aggiungere dati demografici rispetto a ciò che ha fatto la ricerca precedente”, ha affermato Tamar Sofer, PhD e direttore del Biostatistics Core Program in Sleep Medicine Epidemiology e membro della Division of Sleep and Disturbi circadiani al Brigham.
Al giorno d’oggi, i ricercatori possono scoprire biomarcatori associati a cambiamenti di salute e malattie utilizzando approcci come il profilo metabolomico, che può esaminare migliaia di metaboliti all’interno di campioni di sangue. Uno studio iniziale a Boston che ha esaminato gli anziani di origine portoricana ha trovato una serie di metaboliti associati a funzioni cognitive misurate.
Basandosi su quel lavoro, i ricercatori Brigham hanno testato le associazioni metabolita-funzione cognitiva in 2.222 adulti ispanici/latinoidi statunitensi dello studio/studio sulla salute della comunità ispanica (HCHS/SOL) e in 1.365 europei e 478 afroamericani del rischio di aterosclerosi nelle comunità (ARIC) Studio.
Hanno quindi applicato le analisi della randomizzazione mendeliana (MR) per determinare le associazioni causali tra i metaboliti e la funzione cognitiva, nonché tra una dieta mediterranea e la funzione cognitiva.
Il team ha scoperto che sei metaboliti erano costantemente associati a una funzione cognitiva globale inferiore in tutti gli studi. Quattro di loro erano zuccheri o derivati degli zuccheri. Un altro metabolita, la beta-criptoxantina, è stato associato a una funzione cognitiva globale più elevata nell’HCHS/SOL ed è anche fortemente correlato al consumo di frutta.
La dieta stessa può essere una fonte importante di molti metaboliti, compresi alcuni con associazioni positive o negative con la funzione cognitiva. In questo studio, il punteggio della dieta mediterranea era associato a livelli più elevati di beta-criptoxantina, che era positivamente associata alla funzione cognitiva.
La dieta mediterranea era anche associata negativamente ai livelli di altri metaboliti, che erano associati a una funzione cognitiva inferiore. Precedenti ricerche hanno anche dimostrato che l’adesione alla dieta mediterranea è associata a benefici cognitivi.
Sebbene lo studio avesse limitazioni come il suo disegno trasversale e osservazionale che limitava le conclusioni sulla potenziale influenza della modifica dei livelli di metaboliti sulla funzione cognitiva (inferenza causale), i ricercatori hanno tentato di utilizzare le analisi MR per spiegare il confondimento non misurato e stabilire un certo livello di inferenza causale.
I loro risultati hanno mostrato deboli effetti causali tra metaboliti specifici e funzione cognitiva globale.
I ricercatori raccomandano che studi futuri valutino le associazioni dei metaboliti con la funzione cognitiva e lavorino per valutare se le associazioni osservate indicano effettivamente che i cambiamenti nella dieta, che si manifestano nel cambiamento dei livelli di metaboliti, possono migliorare la salute cognitiva.
“Sebbene l’effetto causale osservato nel nostro studio possa essere debole, ricerche ripetute hanno dimostrato che la dieta mediterranea è associata a migliori risultati sulla salute, inclusa la salute cognitiva”, ha affermato Sofer.
“Il nostro studio supporta ulteriormente l’importanza di una dieta sana per salvaguardare la funzione cognitiva, coerente tra razze ed etnie”.
Divulgazioni: il coautore Bruce Kristal è l’inventore della proprietà intellettuale relativa alla metabolomica generale che è stata concessa in licenza a Metabolon tramite il Weill Medical College della Cornell University e per la quale riceve i pagamenti delle royalty tramite il Weill Medical College della Cornell University. Si occupa anche di consulenza e detiene una piccola partecipazione nella società. Metabolon offre servizi di profilazione biochimica e sta sviluppando saggi diagnostici molecolari per rilevare e monitorare le malattie. Metabolon non ha diritti o accesso proprietario ai risultati della ricerca presentati e/o ai nuovi IP generati nell’ambito di tali sovvenzioni/studi.
Finanziamento: The Hispanic Community Health Study/Study of Latinos è uno studio collaborativo sostenuto da contratti del National Heart, Lung, and Blood Institute (HHSN268201300001I / N01-HC-65233, HHSN268201300004I / N01-HC-65234, HHSN268201300002I / N01-HC -65235, HHSN268201300003I/N01-HC-65236, HHSN268201300005I/N01-HC-65237). I seguenti Istituti/Centri/Uffici hanno contribuito all’HCHS/SOL attraverso un trasferimento di fondi al NHLBI: Istituto nazionale per la salute delle minoranze e le disparità sanitarie, Istituto nazionale per la sordità e altri disturbi della comunicazione, Istituto nazionale di ricerca dentale e craniofacciale, Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institute of Neurological Disorders and Stroke, NIH Institution-Office of Dietary Supplements. Inoltre, questo lavoro è stato sostenuto dall’Istituto nazionale sull’invecchiamento (R21AG070644, R01AG048642, RF1AG054548, RF1AG061022 e R21AG056952, P30AG062429 e P30AG059299). Il supporto per i dati metabolomici è stato fornito dalla Fondazione JLH (Houston, Texas). Lo studio Atherosclerosis Risk in Communities è stato finanziato in tutto o in parte con fondi federali del National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health, Department of Health and Human Services con i numeri di contratto (HHSN268201700001I, HHSN268201700002I, HHSN268201700003I, HHSN2682017000004I e HHSN268201700005I).
In questa recensione, abbiamo trovato cinque classi di metaboliti condivisi associate sia alle prestazioni della memoria che alla velocità dell’andatura. La maggior parte dei metaboliti associati alla memoria e all’andatura erano sfingolipidi e acidi grassi. I metaboliti di diverse classi, inclusi sfingolipidi, acidi grassi e aminoacidi, hanno mostrato direzioni simili delle associazioni con la memoria e l’andatura (sia sovraregolate che sottoregolate).
I metaboliti delle classi di aminoacidi e ammine biogene hanno mostrato alcune differenze nelle direzioni delle associazioni con la memoria e l’andatura. La novità di questo lavoro consiste nell’identificare sistematicamente metaboliti condivisi e percorsi correlati sia alla memoria che ai disturbi dell’andatura. Una revisione completa sui metaboliti correlati può fornire informazioni sui meccanismi alla base del doppio declino in relazione all’alto rischio di demenza. Per affrontare l’argomento specifico del doppio declino della memoria e dell’andatura, ci siamo concentrati sulle classi di metaboliti riportate che erano associate sia a problemi di memoria che di andatura. Qui discutiamo le classi di metaboliti condivisi e i percorsi rilevanti e ci concentriamo su due classi principali: sfingolipidi e acidi grassi.
È stato riscontrato che i metaboliti degli sfingolipidi e la via del metabolismo degli sfingolipidi sono condivisi tra memoria e andatura, molti dei quali erano ceramidi a catena lunga. Ciò è in linea con precedenti studi sull’uomo e sugli animali che suggeriscono che le alterazioni del rapporto reostato ceramide/sfingosina-1-fosfato possono contribuire al processo di invecchiamento, dove le ceramidi contribuiscono alla senescenza cellulare e la sfingosina-1-fosfato lo ritarda [51,52 ].
Ulteriori prove suggeriscono che un equilibrio tra ceramidi a catena lunga (p. es., C16:0, C18:0, C20:0) e molto lunga (p. es., C24:0 e C24:1) è importante per regolare l’apoptosi cellulare intrinseca e la proliferazione. 53,54]. Inoltre, l’accumulo di ceramide è stato implicato in azioni pro-infiammatorie e può aumentare la resistenza all’insulina del muscolo scheletrico [55,56].
In particolare, livelli elevati di ceramide promuovono la produzione di β-amiloide [57] e la β-amiloide può, a sua volta, promuovere la formazione di ceramide [58]. La β-amiloide non è solo un segno distintivo della malattia di Alzheimer, ma è anche associata a una ridotta mobilità negli anziani [59-61]. Ipotizziamo che il metabolismo alterato degli sfingolipidi possa essere un potenziale meccanismo per la memoria e il declino dell’andatura.
Anche la biosintesi della via degli acidi grassi insaturi può svolgere un ruolo chiave sia nella memoria che nel declino dell’andatura. Abbiamo scoperto che vari tipi di acidi grassi insaturi, come gli acidi grassi polinsaturi e gli acidi grassi omega-3, erano associati alla memoria e all’andatura. Precedenti studi hanno suggerito che gli acidi grassi omega-3, in particolare DHA ed EPA, possono avere effetti neuroprotettivi indipendenti e complementari nell’invecchiamento e nell’AD, come il controllo dei meccanismi apoptotici, la lotta alla produzione di amiloide-β e alla deposizione di placca e derivati anti-infiammatori [62] –64].
L’acido arachidonico ei suoi derivati sono in gran parte pro-infiammatori, contrastando gli effetti sulla segnalazione infiammatoria degli acidi grassi omega-3 [65,66]. Ciò è in linea con diversi studi sui roditori che mostrano carenze indotte dalla dieta negli acidi grassi omega-3 e aumenti del rapporto AA/(EPA + DHA) che portano a un aumento delle citochine pro-infiammatorie [67,68].
Oltre agli sfingolipidi e agli acidi grassi, anche gli aminoacidi e la via della chinurenina possono svolgere ruoli chiave sia nella memoria che nel declino dell’andatura. Ad esempio, gli aminoacidi sono gli elementi costitutivi della sintesi proteica. Poiché gli amminoacidi sono coinvolti in molteplici processi fisiologici nel corpo, come la costruzione cellulare e la sintesi dei neurotrasmettitori, svolgono ruoli chiave nella funzione muscolare scheletrica e nella funzione cerebrale [69,70].
La via metabolica della chinurenina-triptofano contribuisce alla disfunzione e all’infiammazione mitocondriale che possono influenzare i fenotipi dell’invecchiamento. La chinurenina e i relativi metaboliti sono associati a funzione mitocondriale compromessa e stress ossidativo, che può portare a danni cellulari e aumentare l’infiammazione [71-73].
In conclusione, i dati esistenti suggeriscono che cinque classi di metaboliti (aminoacidi, ammine biogene, acidi grassi, PC e SM) sono implicate sia nella memoria che nei disturbi dell’andatura, con gli sfingolipidi che hanno il maggior numero di metaboliti. In particolare, alcune classi di metaboliti, come i triacilgliceroli, sono state studiate solo nella compromissione dell’andatura. Poiché queste classi non sono state studiate in entrambe le menomazioni, non è chiaro se siano informative nel delineare la firma metabolomica del doppio declino. Studi futuri dovrebbero prendere in considerazione la creazione di un rigoroso protocollo scientifico su più coorti di invecchiamento per capire quali metaboliti e percorsi sono alla base del doppio declino della memoria e dell’andatura.
Materiali supplementari: le seguenti informazioni di supporto possono essere scaricate all’indirizzo: https: //www.mdpi.com/article/10.3390/metabo12040356/s1 . Tabella S1: Associazioni tra metaboliti
Ricerca originale: accesso chiuso.
“Metaboliti plasmatici associati alla funzione cognitiva tra razza/etnia che affermano l’importanza di una sana alimentazione” di Granot-
