Informatie

Hoe belangrijk is het krijgen van voldoende glucose voor maximale hersenprestaties / cognitie?


Ik weet uit vele onderzoeken die zijn gedaan, dat rust versus actief gebruik van de hersenen relatief vergelijkbare niveaus van energieverbruik heeft.

Aan de andere kant weten we echter dat de hersenen samen met onze ogen glucose nodig hebben om goed te kunnen functioneren. Ketonlichamen, lactaat, etcetera kunnen als glucosesparende middelen fungeren, maar bepaalde delen kunnen glucose definitief alleen als energiebron gebruiken.

Anekdotisch heb ik gemerkt dat bij het uitvoeren van mentale taken met een lage intensiteit, zoals joggen of wandelen, als ik een tijdje niet heb gegeten en in nuchtere toestand ben, ik misschien een beetje honger krijg, maar als ik gewoon blijf doorgaan gaan, na een tijdje voel ik me prima en kan daarna vrijwel eeuwig doorgaan. Met mentale taken met hoge intensiteit, zoals programmeren, lijkt het hongergevoel echter niet echt weg te gaan, en als ik er doorheen probeer te komen, resulteert dit gewoon in een constante hersenmist en een onvermogen om op een zinvol niveau te presteren.

Mijn theorie is dat in gevallen waar geen hoge mentale prestaties vereist zijn, alternatieve bronnen van metabolisme de benodigde energie leveren om te functioneren, en waar intensieve cognitie vereist is, de snelheid van de glucoseproductie de vraag vanuit de delen van de hersenen niet kan bijhouden. die ervan afhankelijk zijn, wat effectief een knelpunt in het cognitieproces creëert, wat de bovengenoemde hersenmist en lage prestaties veroorzaakt.

Is dit echter wat er werkelijk gebeurt? Ik zou graag denken dat het logisch is, maar ik heb liever eerst en vooral een biologisch nauwkeurig begrip.


Kortom: het overslaan van een maaltijd verlaagt de bloedsuikerspiegel, wat de cognitieve prestaties, bijvoorbeeld het geheugen, kan verminderen.

Laten we zeggen dat je tussen de maaltijden door 8 uur vast, waarbij je wat bureauwerk doet en wat matige lichaamsbeweging gedurende 1,5 uur. Met een dergelijk niveau van fysieke activiteit zouden uw laatste maaltijd en uw glycogeenvoorraden voldoende glucose moeten leveren voor al uw lichaamsbehoeften, inclusief de hersenen. Gedurende deze tijd heb je dus geen ketonen of lactaat nodig als extra energiebron. Volgens medische hypothesen, 2014:

De geschatte hoeveelheid glycogeen in het menselijk organisme is ongeveer 200-500 g en kan onder bepaalde specifieke omstandigheden oplopen tot 1,0 kg, wat optimaal lijkt te zijn voor het menselijk organisme. Deze hoeveelheid is zeker voldoende om een ​​optimale glucoseconcentratie in het bloed te behouden tijdens gebruikelijke vastenperiodes van niet meer dan 24 uur (tussen de maaltijden door, tijdens de slaap, bij inspanning, enz.)

Het overslaan van een maaltijd kan uw bloedglucosewaarden verlagen. Volgens WebMD:

Normale bloedsuikerspiegels zijn lager dan 100 mg/dL na ten minste acht uur niet eten (vasten). En ze zijn minder dan 140 mg/dL twee uur na het eten.

Gedurende de dag zijn de niveaus meestal het laagst vlak voor de maaltijd. Voor de meeste mensen zonder diabetes schommelt de bloedsuikerspiegel voor de maaltijd rond de 70 tot 80 mg/dL. Voor sommige mensen is 60 normaal; voor anderen is 90 de norm.

Bloedglucoseschommelingen gerelateerd aan maaltijden:

Afbeeldingsbron: Wikipedia, Creative Commons-licentie

In sommige onderzoeken (AJCN, 1998) werd het overslaan van het ontbijt geassocieerd met lagere bloedglucosewaarden en slechtere geheugentests, maar niet met resultaten van intelligentietests:


13 mineralen die essentieel zijn voor het geoptimaliseerde brein

In 2014, meldde de National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) dat: bijna elke Amerikaan had een tekort aan ten minste één, zo niet meerdere essentiële voedingsstoffen om een ​​goede basisgezondheid te behouden. [ii]

De Wereldgezondheidsorganisatie meldt dat maar liefst 2 miljard mensen - meer dan 30% van de wereldbevolking - lijdt aan bloedarmoede. Voornamelijk door een ijzertekort. [iii]

Dus als je de laatste tijd moeite hebt je te concentreren, kan het zijn dat je niet genoeg krijgt van de voedingsstoffen die je hersenen nodig hebben.

Mary Kretsch, een psycholoog bij het ARS Western Human Nutrition Center in Davis, Californië, voerde een onderzoek van 20 weken uit. Ze rekruteerde 8 gezonde mannen van 27 – 47 jaar.

Uit deze studie concludeerde Dr. Kretsch: “We zagen dat een lage score voor de aandachtsspanne van vrijwilligers kwam overeen met een afname van ijzer niveaus in het lichaam”. [NS]

Het team liet dezelfde 8 mannelijke vrijwilligers de interactie van hersenkracht onderzoeken en zink. In deze studie is de mannen die het meest vertraagden in woordgeheugen en herinneren, hadden ook de grootste afname in bloedspiegels van zink.

Andere studies tonen aan dat niet genoeg boor resulteert in een korte aandachtsspanne of waarneming, slechte hand-oogcoördinatie en een verminderd korte- en langetermijngeheugen.

En met niet genoeg Molybdeen? Je zou het niet eens overleven.

Dit bericht gaat helemaal over de lijst met onherkenbare mineralen aan het einde van uw multivitamine-etiket. En hoe elk van deze mineralen cruciaal is voor optimale cognitie, geheugen en stemming.


Vertaling

Nathaniël Kin: In de aflevering van Dementia Matters van vandaag gaan we het hebben over lichaamsbeweging en de gezondheid van de hersenen. Mijn gasten zijn zowel inspanningsfysiologen als onderzoeksspecialisten die werken in het Okonkwo-lab van het Wisconsin Alzheimer's Disease Research Center. Sarah Lose voert maximale graduele inspanningstesten uit bij onderzoeksdeelnemers en coördineert de FAB- en LIFE-onderzoeken. Ze behaalde haar bachelor in kinesiologie aan UW-Eau Claire en haar master in menselijke prestaties met een nadruk op toegepaste sportwetenschap van UW-LaCrosse. Max Gaitan is de locatiecoördinator voor de EXERT-studie, een door de NIH gefinancierde klinische studie voor de inspanningstraining voor milde cognitieve stoornissen. Max voltooide een bachelor in kinesiologie en een master in inspanningsfysiologie aan de Universiteit van Virginia, waar hij oefening studeerde als preventie en behandeling van stofwisselingsziekten. Welkom allebei.

Sara verliest: Bedankt dat je ons hebt.

Max Gaitan: Hartelijk bedankt.

Nathaniël Kin: Om te beginnen wil ik graag dat u enkele termen verduidelijkt die vaak worden gebruikt in bewegingsonderzoek. Wat is het verschil tussen beweging en fitness, en waar past fysieke activiteit in deze concepten?

Max Gaitan: Oefening is echt een gedrag. Terwijl fitness een kenmerk van het lichaam is. En in termen van fysieke activiteit is het ook een gedrag. Maar er is een heel belangrijk onderscheid tussen fysieke activiteit en lichaamsbeweging, en dat is dat fysieke activiteit alles is wat je doet om je lichaam te bewegen. Terwijl oefening gestructureerd en repetitief is en een opzettelijk gedrag.

Nathaniël Kin: Dus fysieke activiteit is de algemene brede categorie, en je zou zeggen dat lichaamsbeweging onder die specifieke categorie past.

Max Gaitan: Precies.

Nathaniël Kin: Oké, als je aan het sporten bent, heb je fysieke activiteit, maar het werkt niet op dezelfde manier. Lichamelijke activiteit hoeft niet altijd oefening te zijn.

Max Gaitan: Dat is correct. En het is een heel belangrijk onderscheid omdat bekend is dat lichaamsbeweging een specifiek voordeel heeft voor het lichaam, de gezondheid en de hersenen dat fysieke activiteit niet noodzakelijkerwijs heeft.

Nathaniël Kin: Oke. En daarom gaan al deze onderzoekspublicaties die uitkomen specifiek over lichaamsbeweging en niet noodzakelijkerwijs fysieke activiteit.

Max Gaitan: Precies. En dat is de reden waarom veel inspanningsproeven en onderzoeken die verschijnen, gericht zijn op een inspanningsinterventie zelf, in plaats van alleen te tellen hoeveel fysieke activiteit een persoon daadwerkelijk krijgt.

Nathaniël Kin: Dit zijn heel specifieke dingen waar jullie naar kijken als we het hebben over lichaamsbeweging en de gezondheid van de hersenen. Maar je zegt niet dat fysieke activiteit slecht is, alleen dat het misschien niet genoeg is, of dat er niet specifiek naar wordt gekeken.

Sara verliest: Dus in ons lab hebben we de fysieke activiteit zelf bekeken. En in een van de onderzoeken werd vastgesteld dat fysieke activiteit het risico op het ontwikkelen van de ziekte van Alzheimer vergroot. En dit is kijken naar fysieke activiteit, niet naar fitnessniveaus. Dus volgden we de fysieke activiteit van individuen gedurende een week met behulp van een actigraph-apparaat. Het is dus een versnellingsmeter, een soort Fitbit, die mensen droegen. En op basis van hun activiteit konden we ze opsplitsen in verschillende groepen. En we ontdekten dat fysieke activiteit met matige intensiteit eigenlijk de meeste voordelen had.

Nathaniël Kin: Oh oke. Hier is dus naar gekeken, omdat ik met mijn patiënten heb gesproken over lichamelijke activiteit. Ik gebruik bewust het woord oefening niet, maar ik weet dat jullie het vandaag specifiek over oefening zullen hebben. Dus fysieke activiteit is nog steeds een goede zaak.

Sara verliest: Ja. Er zijn maar weinig verschillen tussen fysieke activiteit en fitness. Hoewel fysieke activiteit kan leiden tot een verhoogde fitheid, zijn er andere factoren die bijdragen aan iemands fitnessniveau. Dus ze zijn iets anders, ook al zijn ze verwant.

Nathaniël Kin: Ik denk dat het belangrijk is voor onze luisteraars om te weten, want hoewel we het in deze podcast soms over lichaamsbeweging hebben, is fysieke activiteit, hoe intens die ook is, nog steeds beter dan zitten en niet actief zijn. Een van de belangrijkste argumenten voor fysieke activiteit in de wereld van de ziekte van Alzheimer is het potentieel om bij te dragen aan veerkracht of wat we een cognitieve buffer noemen. Dus als je zou kunnen, deel met ons wat wordt bedoeld met deze term "buffer" en "veerkracht" en wat het betekent voor een ouder wordend brein.

Sara verliest: Dus wat we bedoelen als we het hebben over veerkracht of cognitieve buffer, we moeten eerst begrijpen dat de ziekte van Alzheimer een andere pathologie is in de hersenen. We hebben dus een toename van eiwitten. Maar dan is er ook nog het klinische aspect waar we symptomen zien optreden. En wat we in sommige autopsiestudies hebben gevonden, is dat mensen deze eiwitten in de hersenen hebben, maar ze vertoonden nooit de symptomen die we zouden zien. Dus waar we aan konden denken, is dat sommige mensen in staat zijn om deze eiwitten in hun hersenen aan te kunnen en de symptomen niet te vertonen. Er is dus iets dat het begin vertraagt ​​of het verloop van de ziekte zelf kan veranderen. En er zijn dingen zoals slaap, dieet, sociale betrokkenheid, fysieke activiteit of fitness, hersenbetrokkenheid, dingen zoals deze die verband kunnen houden met deze veerkracht.

Nathaniël Kin: Dus wat laat de literatuur momenteel zien voor zaken als lichaamsbeweging en hersengezondheid?

Max Gaitan: Nou, voor een deel hangt het af van over welke bevolking je het hebt. Er lijkt dus een groot voordeel te zijn voor mensen met een normale cognitie, in termen van zelfs verbetering van bijvoorbeeld de executieve functie, wat een specifiek onderdeel van cognitie is. Maar we weten ook dat over de hele linie, in alle populaties, die oefening de bloedstroom verhoogt, wat echt goed is voor de hersenen, dat het de plasticiteit van de hersenen verhoogt, en dat is hoe de hersencellen en neuronen met elkaar praten. We weten ook dat het belangrijk lijkt dat een trainingsprogramma iemands fitheid verbetert om deze veranderingen ook daadwerkelijk in de hersenen door te geven.

Nathaniël Kin: Als je de uitvoerende functie zegt - nu in mijn kliniek, zal ik vaak zeggen dat dat ons vermogen is om te multitasken, te plannen, te organiseren en een reeks dingen correct te doen. En daar doel je op?

Max Gaitan: Rechts.

Nathaniël Kin: Dus als mensen sporten, en vaak voel ik me zo nadat ik klaar ben, heb ik het gevoel dat mijn denken gewoon beter is, dat ik sneller ideeën krijg en dingen op een efficiëntere manier gedaan krijg. Dus in wezen is dat waar je het over hebt.

Max Gaitan: Oorspronkelijk zouden studies deze cognitieve veranderingen onderzoeken na slechts één inspanning. Maar toen begonnen onderzoekers te kijken naar meer longitudinale veranderingen. Ze zouden dus interventies oefenen en vervolgens de cognitie meten voor en na. Het is dus niet slechts één trainingssessie, wat goed is, hoewel dat waar is. Het is echt het cumulatieve effect in de tijd. Dat lijkt me het voordeligst.

Nathaniël Kin: Maar ik merkte dat je geheugen niet als een potentieel voordeel noemde. Heeft lichaamsbeweging dus geen specifiek voordeel voor onze geheugenfunctie aangetoond?

Max Gaitan: Een recent onderzoek dat slechts een paar weken geleden uitkwam, toonde aan dat een trainingsprogramma van ongeveer een jaar de hippocampus groter maakte bij mensen met een risico op de ziekte van Alzheimer. De hippocampus is het geheugencentrum van de hersenen.

Sara verliest: En we hebben ook in ons eigen centrum ontdekt dat individuen naarmate ze ouder worden, voordelen van fysieke activiteit kunnen zien op hun geheugenscores. En nogmaals, deze hippocampus. Dus hebben we mensen opgedeeld in fysiek actief en fysiek inactief, en degenen die fysiek actief zijn, hadden een groter hippocampusvolume. Ze hadden ook hogere geheugenscores in vergelijking met hun inactieve leeftijdsgenoten.

Nathaniël Kin: Nou, zo klinkt het voor mij alsof fysieke activiteit of lichaamsbeweging specifiek kan helpen met je uitvoerende functie, je geheugen, je aandacht. Ik weet persoonlijk, welzijn. Er zijn dus veel voordelen voor ons, en de wetenschap begint dat aan te tonen.

Sara verliest: Precies. En in die studie waar ik het net over had, werd ook gekeken naar wat we glucosemetabolisme noemen. Dus de brandstof van de hersenen. En nogmaals, de personen die fysiek actief waren, kunnen de brandstof van de hersenen veel beter gebruiken dan degenen die inactief waren. En dat amyloïde-eiwit dat verband houdt met de ziekte van Alzheimer - fysiek actieve personen hadden daar door de jaren heen minder van in vergelijking met hun inactieve leeftijdsgenoten.

Nathaniël Kin: Jullie twee maken deel uit van een heel belangrijk laboratorium hier bij de ADRC en het Okonkwo-lab helpt echt om deze stap te zetten in het onderzoeken van fysieke activiteit, lichaamsbeweging en de ziekte van Alzheimer. Wat laten uw specifieke onderzoeken zien?

Sara verliest: Dus hielp ik bij het coördineren van twee onderzoeken. De eerste is de FAB-studie, of de Fitness Aging in the Brain-studie. En dat is kijken naar individuen op een bepaald tijdstip, en we kijken naar markers in de hersenen, evenals hun fitnessniveaus en fysieke activiteitsniveaus. Het LIFE-onderzoek, dus dit is een onderzoek naar de longitudinale impact van fitness en lichaamsbeweging. Het gaat van dat [FAB-onderzoek] af, maar nu brengen we mensen na twee jaar terug, zodat we kunnen zien hoe hun veranderingen in de hersenen en hun veranderingen in fitness of fysieke activiteit in de loop van de tijd volgen - volgen ze samen, of volgen ze apart? Dus dat is iets waarvan we denken dat het heel nuttig zal zijn om deze relatie te begrijpen. Wat ons laboratorium in het algemeen heeft gevonden, is dat fysieke activiteit en fitheid zowel de effecten van leeftijd als een genetisch risico of aanleg voor het ontwikkelen van de ziekte van Alzheimer kunnen verminderen of dempen.

Nathaniël Kin: En dat is een behoorlijk krachtige uitspraak omdat we niet echt kunnen controleren dat we ouder worden, en er is een overtuiging dat we zijn wat onze genen ons vertellen dat we zijn. Maar je vertelt me ​​dat fysieke activiteit en lichaamsbeweging in wezen een manier kunnen hebben om deze dingen te moduleren, aan te passen en aan te passen.

Sara verliest: Precies. En dat is een heel, zoals je zei, een heel groot en sterk punt dat we maken. En om er een goed voorbeeld van te geven, we hadden individuen die dit APOE 4-gen hebben. Dus nogmaals, ze lopen een groter risico om de ziekte van Alzheimer te ontwikkelen, alleen al op basis van dit gen. We hadden ook individuen die dit gen niet hadden. En dit gen is gerelateerd aan de ophoping van het amyloïde eiwit in de hersenen. En wat we hebben gevonden is dat individuen met een hoog fitnessniveau, als ze dit APOE 4-gen hadden, dus een hoger genetisch risico, ze niet meer amyloïde in hun hersenen hadden dan individuen die dit genetische risico niet hadden . Terwijl individuen met een lage fitheid het verschil in amyloïde tussen deze twee groepen zagen.

Nathaniël Kin: Dat is behoorlijk krachtig, want ik weet zeker dat veel luisteraars zich zorgen maken over het ontwikkelen van de ziekte van Alzheimer omdat ze een familiegeschiedenis hebben of omdat ze weten dat ze dat genetische risico hebben. En als ze een bepaalde mate van fysieke fitheid zouden hebben, zou dat een beschermend effect kunnen hebben tegen dat gen.

Sara verliest: Precies.

Nathaniël Kin: Dus welke andere onderzoeken worden er uitgevoerd in het Okonkwo-lab?

Max Gaitan: Dus er was er een die we een paar jaar geleden hebben uitgevoerd en het was eigenlijk een oefeningsinterventie. Het was dus een trainingsprogramma van zes maanden waarbij onze deelnemers drie keer per week ongeveer 50 tot 60 minuten per sessie trainden. Ze voldeden dus echt aan de nationale volksgezondheidsrichtlijnen voor lichaamsbeweging. En wat we ontdekten is dat na dat programma die mensen die hun fitnessniveau verhoogden - hun cardio-respiratoire fitheid - een betere opname van glucose in de hersenen hadden, wat de favoriete brandstof van de hersenen is. Die brandstof konden ze ook beter benutten.

Nathaniël Kin: Dus in wezen verbeteren fysieke activiteit en lichaamsbeweging het vermogen van de hersenen om te functioneren?

Max Gaitan: Juist, precies. En daarnaast ontdekten we dat ze ook hun executieve functioneren verbeterden. Nogmaals, een test van de cognitieve functie.

Nathaniël Kin: Dus waar denk je dat de richting van het veld nu naartoe gaat?

Max Gaitan: Er zijn een paar dingen die we echt moeten vaststellen met betrekking tot lichaamsbeweging en de gezondheid van de hersenen en het risico op de ziekte van Alzheimer. Een daarvan zou het exacte bedrag zijn dat nodig is om een ​​voordeel te zien. Hoewel het lijkt alsof deze richtlijnen voor de volksgezondheid van ongeveer 150 minuten per week matige intensiteit activiteit voldoende lijken te zijn, weten we niet wat de optimale dosis zou kunnen zijn. Naast het spreken over de dosis, moeten we vaststellen welke intensiteit van lichaamsbeweging het beste is, en misschien zelfs welk paradigma het beste is bij andere ziekten. Oefenonderzoeken hebben aangetoond dat bijvoorbeeld intervaltraining met hoge intensiteit beter is dan continue matige training. Dat is nog niet onderzocht bij de ziekte van Alzheimer, en het is heel goed mogelijk dat het ene trainingsparadigma beter is dan het andere.

Nathaniël Kin: We moeten dus nog de totale duur en de intensiteit ervan bepalen. Want dat brengt me bij mijn volgende vraag, waarvan ik weet dat veel van mijn patiënten en onze luisteraars hebben, namelijk: is er een bepaalde activiteit die beter is voor de hersenen dan een andere?

Max Gaitan: Op dit moment kunnen we zeggen dat onderzoeken die nu en uit ons laboratorium bestaan, aantonen dat een activiteit met matige intensiteit voldoende is. Maar het gaat echt om repetitieve en continue beweging. Een goed voorbeeld daarvan is wandelen.Een wandeling van 30 minuten maken is absoluut perfect. Als u 30 minuten niet naar buiten kunt, weten we dat ongeveer 10 minuten per keer nodig is om voordeel te tonen. Dus het is het beste om de hele dag door periodes van minstens 10 minuten te doen.

Sara verliest: En om daar nog aan toe te voegen, met het onderzoek dat is gedaan, volgt het meeste de richtlijnen van de American Heart Association om te voldoen aan de minimale aanbeveling voor fysieke activiteit. En dat wordt 150 minuten per week matige intensiteitsoefening. U kunt dus denken aan een wandeling met een matige intensiteit, 30 minuten, vijf dagen per week. Dat is alles waar we om vragen.

Nathaniël Kin: Dus, Sarah, kun je voor ons definiëren wat matige intensiteit betekent?

Sara verliest: Absoluut. Dus een goede manier om over intensiteit na te denken, is door je hartslag te verhogen. En een manier waarop we dit gemakkelijk en een beetje willekeurig kunnen meten, is iets dat we gebruiken, de Talk Test. Dus als je aan het sporten bent en je kunt zingen, heb je een lage intensiteit. Je hartslag is een beetje omhoog en niet te veel. Als je kunt praten maar niet kunt zingen, betekent dat dat je meer een gematigde intensiteit hebt. Dus nogmaals, je hartslag is op dit punt nog hoger. En als je dan maar een paar woorden tegelijk kunt praten voordat je moet ademhalen, werk je met een hogere intensiteit. Je hartslag is dus nog hoger.

Max Gaitan: Ja, ik zou er eigenlijk wel in willen springen. Dus dit alles is om niet te zeggen rek- en spierversterkende oefeningen uit te sluiten. We weten wel dat die belangrijk zijn voor de algehele lichamelijke gezondheid. Dus die willen we zeker niet buiten beschouwing laten, en die moeten worden opgenomen in een gezonde trainingsroutine.

Nathaniël Kin: Dat is een heel goed punt, want we willen niet dat iemand geblesseerd raakt, want dat zou hen in de weg staan ​​bij het doen van routinematige dagelijkse oefeningen. Oke. Jullie twee zijn verschanst in het veld en ik heb gemerkt dat jullie er allebei fit uitzien. Dus wat is het dat je doet? En dan wil ik dat je eindigt door me te vertellen wat je je familieleden vertelt te doen?

Max Gaitan: Ik ben een aantal jaren triatleet geweest. Dus trainde ik voor triatlons. Ik bracht veel tijd door met zwemmen, fietsen en hardlopen. Ik doe mijn best om te werken aan spierversterkende activiteiten, dus wanneer ik kan. En ik blijf betrokken door zoveel mogelijk actief te zijn met vrienden, het sociale aspect is groot voor mij.

Sara verliest: Ik ben mijn hele leven een hardloper geweest, dus ik blijf rennen, maar nogmaals, ik neem daar ook de gewichthefoefeningen in op. En ook zoals Max al zei, uitgaan en activiteiten doen die niet per se in de sportschool zijn. Dus wandelen naar Devil's Lake of een middagje kajakken, zo blijf ik ook actief.

Nathaniël Kin: Dus het lijkt erop dat jullie een goede balans hebben tussen opzettelijke lichaamsbeweging, zoals we er traditioneel over denken, maar dan echt proberen actief te zijn, gewoon mobiel, als je niet aan het sporten bent.

Max Gaitan: En soms ben ik helemaal gek op mijn triatlontraining, en op sommige dagen ben ik niet super gemotiveerd om het te doen. Dus op die dagen zal ik mezelf misschien een beetje dwingen, maar ik zal nog steeds uitstappen en iets doen wat ik wil, zoals kajakken of wandelen.

Nathaniël Kin: Oke. Tot slot, wat zeg je tegen je familieleden? Omdat ze geen twintigers en dertigers zijn, en geen triatleten of langeafstandslopers.

Max Gaitan: Ik moedig ze echt aan om zo actief mogelijk te zijn. En nogmaals, het sociale aspect van sporten is erg belangrijk. Mijn ouders waren bijvoorbeeld bij hun buren naar de plaatselijke sportschool gaan sporten en hadden daar veel profijt van.

Sara verliest: Ik zeg ook tegen mijn familieleden dat ze gewoon iets moeten zoeken dat ze leuk vinden om te doen, omdat je meer bereid zult zijn om deze oefening te gaan doen als je het leuk vindt om te doen. Dus mijn vader en moeder houden bijvoorbeeld allebei van zwemmen. Dus ze gaan en ze zwemmen. Mijn vader zal op de elliptische trainer gaan omdat hij het leuk vindt dat mijn moeder dat niet doet, dus gaat ze op de loopband. Dat soort dingen dus. Er is niet één methode die voor iedereen geschikt is, dus doe gewoon waar je blij van wordt.

Nathaniël Kin: Nou, ik denk dat ik daarmee wil eindigen en jullie allebei bedanken voor je aanwezigheid op onze podcast vandaag.


Het is een ketogeen ding

Je hebt misschien gehoord van het ketogene dieet als een strategie voor gewichtsverlies. Het is in feite een dieet met zeer weinig koolhydraten en veel vet, en het is effectief omdat wanneer de glucose opraakt, je in je vetreserves begint te duiken.

Het ketogeen dieet is het nieuwste in een lange reeks populaire diëten. Maar vergis je niet - dit is geen nieuw of rage dieet. Gewichtsverlies is slechts een toegevoegde bonus, het is niet waar het dieet oorspronkelijk over ging.

Het ketogeen dieet is een wetenschappelijk bewezen behandeling voor medicijnresistente epilepsie. Het werd voor het eerst gebruikt in de jaren 1920 toen het een effectieve manier bleek te zijn om aanvallen te beheersen.

Studies hebben aangetoond dat de helft van de kinderen een vermindering van aanvallen van ten minste 50% ervaart na 6 maanden op het ketogene dieet, en een derde bereikt een vermindering van meer dan 90%.

Nu ligt de focus van de aandacht op het geheugen en de hersenfunctie.

Epilepsie is een hersenaandoening - daar is je eerste aanwijzing.

Uw tweede aanwijzing is het feit dat er een hogere incidentie van aanvallen is bij patiënten met de ziekte van Alzheimer dan bij mensen zonder de aandoening.

Onderzoekers zijn optimistisch dat het ketogene dieet kan worden gebruikt als een effectieve strategie voor preventie van dementie. Een koolhydraatarm dieet is al effectief gebleken bij de behandeling van milde cognitieve stoornissen (MCI), een aandoening die voorafgaat aan dementie en wordt beschouwd als een risicofactor voor de ziekte.

In 2012 heeft het tijdschrift Neurobiologie van veroudering publiceerde de resultaten van een onderzoek naar de effecten van een zeer koolhydraatarm dieet op geheugenverlies. De 23 deelnemers, die op leeftijd waren en allemaal MCI hadden, kregen zes weken lang ofwel een zeer hoog of een zeer laag koolhydraatdieet. Aan het einde van de proefperiode werden verbeterde verbale geheugenprestaties waargenomen in de koolhydraatarme groep, maar niet bij degenen die het koolhydraatrijke dieet volgden. De koolhydraatarme, ketogene groep ervoer ook verminderingen in gewicht en middelomtrek.


Resultaten

De initiële zoekopdracht in de database leverde in totaal 646 studies op, 348 studies werden gevonden in de Web of Science-database en 298 in PubMed. Drie studies werden geïdentificeerd uit referentielijsten in andere artikelen die in de zoekopdracht waren vastgelegd. Na het verwijderen van duplicaten werden 566 studies getoetst aan de in- en exclusiecriteria. Een stroomschema van de selectieprocedure wordt getoond in Fig. 1.

Elf onderzoeken voldeden aan de inclusiecriteria voor deze review, hun kenmerken zijn samengevat in tabellen 1 en 2. De onderzoeken zijn uitgevoerd in verschillende landen, waaronder het VK (N = 3), Canada (N = 2), VS (n = 2), Australië (N = 1), Spanje (n = 1), Zwitserland (n = 1) en Korea (n = 1). Er zijn zes onderzoeken uitgevoerd met gezonde volwassen deelnemers (An, Jung, Kim, Lee, & Kim, 2015 Brown & Riby, 2013 Parent et al., 2011 Riby et al., 2008 Serra-Grabulosa, Adan, Falcon, & Bargallo, 2010 Zanchi et al., 2018). Er zijn drie onderzoeken uitgevoerd met monsters van gezonde ouderen (Gagnon et al., 2012 Knott, Messier, Mahoney, & Gagnon, 2001 Scholey et al., 2015). Eén studie werd uitgevoerd met gezonde adolescente deelnemers (Smith et al., 2009) en één studie werd uitgevoerd met volwassenen met de diagnose chronische schizofrenie (Stone, Thermenos, Tarbox, Poldrack, & Seidman, 2005).

Zeven van de opgenomen onderzoeken gebruikten elektro-encefalografie (EEG) als een maat voor hersenactiviteit, vijf daarvan waren gericht op gebeurtenisgerelateerde mogelijkheden (ERP's: Brown & Riby, 2013 Knott et al., 2001 Riby et al., 2008 Smith et al. , 2009 Scholey et al., 2015). Twee studies rapporteerden spectrale analyse van EEG in rust (An et al., 2015 Knott et al., 2001). Er zijn vier onderzoeken uitgevoerd met taakgerelateerde functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI: Parent et al., 2011 Serra-Grabulosa et al., 2010 Stone et al., 2005 Zanchi et al., 2018), waarvan er twee ook rapporteerden over het meten van fMRI-connectiviteit (Ouder et al., 2011 Zanchi et al., 2018). Eén onderzoek werd uitgevoerd met functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS: Gagnon et al., 2012).

De steekproefomvang varieerde van zeven (Stone et al., 2005) tot 35 deelnemers (Brown & Riby, 2013). Tien van de onderzoeken maakten gebruik van een ontwerp met herhaalde metingen binnen de proefpersoon, waarbij de deelnemers als hun eigen controle dienden (crossover-ontwerp), slechts één gebruikte een ontwerp tussen proefpersonen (Brown & Riby, 2013). In één onderzoek met herhaalde metingen werden testen voor en na inname op dezelfde dag uitgevoerd (Serra-Grabulosa et al., 2010), in alle andere onderzoeken met herhaalde metingen werden de actieve en placebodrank getest op afzonderlijke dagen. In zeven onderzoeken werd de deelnemers gevraagd om het laboratorium te bezoeken na ten minste acht uur vasten (meestal 's nachts: An et al., 2015 An et al., 2015 Gagnon et al., 2012 Knott et al., 2001 Parent et al., 2011 Serra-Grabulosa et al., 2010 Scholey et al., 2015 Stone et al., 2005 Zanchi et al., 2018) en in drie onderzoeken kregen de deelnemers de instructie om twee uur te vasten voorafgaand aan de testsessies (Brown & Riby, 2013 Riby et al., 2008 Smith et al., 2009).

In tien onderzoeken werd glucose oraal als drank toegediend, in één onderzoek werd de drank via een maagsonde toegediend (Zanchi et al., 2018). De hoeveelheid glucose in de actieve drank was 25 g in vier onderzoeken (Brown & Riby, 2013 Riby et al., 2008 Scholey et al., 2015), 50 g in vier onderzoeken (Gagnon et al., 2012 Knott et al. , 2001 Parent et al., 2011 Stone et al., 2005), 75 g in twee onderzoeken (Serra-Grabulosa et al., 2010 Zanchi et al., 2018) en 17 g in één onderzoek (An et al., 2015 ). Zeven studies gebruikten de niet-calorische zoetstof sacharine in de placeboconditie (Brown & Riby, 2013 Gagnon et al., 2012 Knott et al., 2001 Parent et al., 2011 Riby et al., 2008 Scholey et al., 2015 Stone et al., 2005), terwijl in één daarvan aspartaam ​​werd gebruikt (Smith et al., 2009). In twee onderzoeken werden baselinetests uitgevoerd zonder de toediening van enige gerapporteerde drank (An et al., 2015 Serra-Grabulosa et al., 2010). In één onderzoek was de placebo-conditie het toedienen van water zonder het risico van het deblinden van deelnemers als gevolg van de bevalling via een neus-maagsonde (Zanchi et al., 2018). Alle onderzoeken omvatten gemeten baseline capillaire bloedglucosespiegels vóór toediening van de drank en met verschillende tussenpozen, maar ten minste op één punt, na inname via een vingerprik met een bloedglucosemeter. Slechts twee onderzoeken rapporteerden uitsluiting van deelnemers die een bepaalde drempel van bloedglucosewaarden bij nuchtere bloedglucose overschreden, respectievelijk 7,0 en 6,67 mmol/L (126 of 120 mg/dl) (Gagnon et al., 2012 Stone et al., 2005).

Kwaliteitsbeoordeling

De in de review opgenomen studies waren van wisselende kwaliteit, tien van de elf studies kregen een score gelijk aan of hoger dan vijf van de tien. Eén onderzoek kreeg vijf (Smith et al., 2009), één onderzoek kreeg zes (Riby et al., 2008), zes onderzoeken kregen zeven (Brown & Riby, 2013 Gagnon et al., 2012 Knott et al., 2001 Parent et al., 2011 Stone et al., 2005 Serra-Grabulosa et al., 2010) en twee onderzoeken kregen een acht van de tien (Scholey et al., 2015 Zanchi et al., 2018). Slechts één onderzoek kreeg een score van vier (An et al., 2015), vanwege ontbrekende informatie in het rapport (zie tabellen 1 en 2). Afleiding van de kwaliteitsbeoordelingen vindt u in het aanvullende online materiaal. Vooral items met betrekking tot de beschrijving van de randomisatieprocedure waren problematisch. Slechts één studie beschreef het randomisatieprotocol (Scholey et al., 2015) en geen enkele studie schetste het verblindingsproces, hoewel acht studies hun studie beschreven als dubbelblind (Gagnon et al., 2012 Knott et al., 2001 Parent et al., 2001 Parent et al. ., 2011 Riby et al., 2008 Scholey et al., 2015 Stone et al., 2005 Serra-Grabulosa et al., 2010 Zanchi et al., 2018). De volgende paragrafen vatten de bevindingen samen van elektrofysiologische neuroimaging-methoden (tabel 1) en van fMRI- en fNIRS-onderzoeken (tabel 2).

Elektro-encefalografie (EEG)

Vijf studies evalueerden glucosemodulatie van event-related potentials (ERP's), terwijl twee veranderingen in spectrale activiteit gemeten tijdens EEG-opnames in rust. De onderzoeken die ERP's gebruikten om het glucosefacilitatie-effect te meten, waren gericht op verschillende componenten, opgewekt door een aantal verschillende taakparadigma's. Studies werden gegroepeerd en besproken volgens bestudeerde ERP-componenten om zinvolle vergelijkingen mogelijk te maken.

Gebeurtenisgerelateerd potentieel: P300

Twee studies onderzochten het glucosefaciliterende effect met ERP's die zich concentreerden op de P300-component (Knott et al., 2001 Riby et al., 2008). De traditionele P300-component, ook wel P3b genoemd, wordt opgewekt met behulp van een 'oddball'-paradigma, waarbij een reeks stimuli wordt gepresenteerd en de deelnemer zeldzame doelgebeurtenissen moet onderscheiden van frequente standaardgebeurtenissen. De deelnemer wordt geïnstrueerd om te reageren op doelstimuli, maar niet om anders te reageren. Wanneer een doelstimulus verschijnt, wekt deze de P3b-component op, een positieve golf binnen een tijdvenster van 250-500 ms over pariëtale hersengebieden (Polich, 2007) en wordt over het algemeen geëvalueerd door de amplitude en latentie ervan te beoordelen. Wanneer taak-irrelevante nieuwe of afleidende stimuli worden toegevoegd aan de excentrieke taak, wordt een eerdere P300-component opgewekt. Deze grote positieve ERP-component wordt P3a genoemd en heeft een fronto-centrale hoofdhuiddistributie.

Er is gesuggereerd dat P3a en P3b verschillende maar onderling gerelateerde informatieverwerkingsgebeurtenissen weerspiegelen, waarbij P3a de initiële betrokkenheid van aandacht weerspiegelt, en P3b wordt geassocieerd met stimulusevaluatie en werkgeheugenbewerkingen (Wronka, Kaiser, & Coenen, 2012). De generatie van P3a wordt grotendeels toegeschreven aan de prefrontale cortex, terwijl men denkt dat P3b afkomstig is uit regio's zoals de tempo-pariëtale overgang en de mediale temporale lobben (Polich, 2007 Wronka et al., 2012).

Riby et al. (2008) onderzochten of het glucoseverhogingseffect beperkt is tot neurocognitieve processen die verband houden met het geheugen. Met behulp van een crossover-ontwerp bestudeerden ze het effect van een glucosebelasting van 25 mg in een groep van 11 gezonde jongvolwassenen op verschillende ERP-componenten die verband houden met aandachts- of geheugenprocessen met behulp van een visuele excentrieke taak met drie stimuli. Ze waren in het bijzonder geïnteresseerd in het testen of het glucosefacilitatie-effect gerelateerd was aan de P3b in centrale en pariëtale elektrodeplaatsen in de middellijn als een index van geheugenopslagoperaties, en de P3a en P2 in frontale en centrale middellijnelektroden, om aspecten van pre- aandachtige en oriënterende aandachtsprocessen. Riby et al. (2008) observeerden een glucosegerelateerde afname in P3b-amplitude ten opzichte van placebo, die werd geassocieerd met verminderde latentie en kortere duur, ondanks geen veranderingen in gedragsprestaties. De auteurs concluderen dat P3b-component gevoelig is voor modulaties in bloedglucose en stellen dat deze bevinding de gevoeligheid van mediale temporale lobben voor het glucoseverhogende effect ondersteunt.

Knot et al. (2001) testten het effect van 50 mg glucose op tien gezonde oudere volwassenen in een ontwerp met herhaalde metingen. Ze maten de prestaties en P3b-amplitude en latentie tijdens de Sternberg-geheugentaak, waarvan bekend is dat deze de snelheid en efficiëntie van kortetermijnopslag en -verwerking meet (Sternberg, 1969). Er werd geen significant effect van glucose waargenomen op gedragsprestaties, noch op de amplitude of latentie van de P3b-respons tijdens de geheugenscantaak. Op basis van de afwezigheid van glucosegerelateerde effecten, concludeerden de auteurs dat glucose-inname de cognitieve ERP's niet verandert, ongeacht de betrokken taak.

De resultaten van deze twee onderzoeken met betrekking tot de P300 ERP-component zijn niet geheel consistent. In één onderzoek werd geen behandelingsgerelateerd effect waargenomen op de amplitude of latentie van P3b, noch op de taakuitvoering (Knott et al., 2001). De andere studie observeerde echter veranderingen in P3b-amplitude, ondanks een afwezigheid van gedragsmodulatie (Riby et al., 2008). De verschillende bevindingen kunnen te wijten zijn aan een aantal factoren, waarvan de belangrijkste waarschijnlijk de keuze van de cognitieve taak tijdens ERP-registratie is. De Sternberg-geheugentaak gebruikt door Knott et al. (2001) is ontworpen om de opslag en het ophalen van willekeurige informatie uit het kortetermijngeheugen te beoordelen, terwijl de excentrieke taak met drie stimuli die door Riby et al. (2008) is een selectieve aandachtstaak.

Event-gerelateerde mogelijkheden: LP en FN400 oud-nieuwe effecten

Herkenningsmodellen met twee processen stellen twee overlappende processen voor: een waarbij details over een eerdere gebeurtenis bewust worden herinnerd ('herinneren') en de andere op basis van bekendheid met de stimulus, of 'weten' (Yonelinas, 2002). Het is aangetoond dat deze twee processen functioneel dissocieerbaar zijn en afhankelijk zijn van gedeeltelijk scheidbare hersengebieden. Men denkt dat de hippocampus cruciaal is voor herinnering, maar niet voor bekendheid (Eichenbaum, Yonelinas, & Ranganath, 2007). Verder is gevonden dat bekendheid en herinnering verschillende ERP-correlaten hebben, namelijk FN400 oud-nieuw effecten en pariëtale laat-positieve (LP) oud-nieuw effecten, respectievelijk (Rugg & Curran, 2007). De FN400, gekoppeld aan bekendheid, kan ongeveer 400-600 ms na het begin van de stimulus worden waargenomen als een verbeterde positiviteit als reactie op oude ten opzichte van nieuwe items (Rugg & Curran, 2007). Terwijl de ERP gekoppeld aan herinnering wordt waargenomen vanaf ongeveer 400 ms na stimulus als een positieve golfvorm die maximaal is over pariëtale locaties, bekend als de LP-component (Curran, 2000). Drie onderzoeken (Brown & Riby, 2013 Scholey et al., 2015 Smith et al., 2009) onderzochten het effect van glucose op ERP-componenten waarvan wordt aangenomen dat ze markers van herinnering (LP) en vertrouwdheidsgeheugen (FN400) weerspiegelen.

Smith et al., (2009) onderzochten het effect van 25 g glucose op een herkenningsgeheugentaak bij 17 gezonde adolescente proefpersonen met behulp van een binnen-proefpersoonontwerp. De focus van deze studie waren respectievelijk LP en FN400 als markers van herinnering en bekendheid. De deelnemers kregen in een eerste studiefase woorden te zien. In de testfase kregen de deelnemers woorden aangeboden die in de voorafgaande studiefase waren gepresenteerd ('oude' woorden), woorden die ze niet hadden bestudeerd ('nieuwe' woorden) en woorden die in veelvoud tegengesteld waren aan items die in de voorgaande studiefase waren bestudeerd ('Vergelijkbare woorden). De deelnemers werd gevraagd op een 'ja'-knop te drukken als ze zich het gepresenteerde item uit de onderzoeksfase herinnerden en op een 'nee'-knop te drukken als dat niet het geval was. Snellere responstijden werden gerapporteerd in de glucoseconditie in vergelijking met placebo. Verder versterkt glucose het LP-effect en het FN400-effect.De auteurs stelden voor dat glucosetoediening zowel op herinnering als op vertrouwdheid gebaseerde herkenningsgeheugenprestaties faciliteert, wat suggereert dat het zich richt op meer globale corticale regio's.

Schole et al. (2015) richtten zich ook op de LP-herinnering en het FN400-effect. Het effect van 25 g glucose op neurocognitieve mechanismen werd getest bij 12 oudere volwassenen. ERP's werden geregistreerd tijdens het voltooien van een onthoud-ken-paradigma met en zonder een extra psychomotorische volgcomponent. De volgcomponent was opgenomen om het effect van taakinspanning op de glucosefacilitatie af te bakenen. In de studiefase kregen de deelnemers woorden in de auditieve modus te zien. In de ophaalfase werden woorden visueel gepresenteerd en werd de deelnemers gevraagd om aan te geven of het woord 'oud' (gepresenteerd in de studiefase) of 'nieuw' (niet gepresenteerd in de studiefase) was. Na een 'ja'-antwoord drukten de deelnemers op een knop om aan te geven of ze het item uit de onderzoeksfase bewust herinnerden ('remember'), of het item bekend leek maar niet kon worden herinnerd ('know') of dat ze niet zeker waren dat het verscheen in de studiefaselijst ('raden'). In de dubbele taakversie werd deelnemers gevraagd om een ​​bewegend doel te volgen tijdens de auditieve presentatie in de studiefase. Glucose bleek de algehele nauwkeurigheid van taakprestaties te verminderen. Verder moduleerde taakinspanning de geheugenverbeterende effecten van glucose niet. Deze bevindingen ondersteunen daarom geen taakinspanningsmodulatie van het glucosefaciliterende effect. Een significant grotere amplitude van het LP-effect werd gerapporteerd, in lijn met eerdere bevindingen van Smith et al., (2009). In tegenstelling tot de vorige studie was het effect op FN400 niet significant, hoewel het groter was in de glucoseconditie. Deze studie werd uitgevoerd bij oudere volwassenen en veroudering wordt geassocieerd met een afname van herinneringen (hippocampustekort), terwijl vertrouwdheidsprocessen relatief stabiel blijven. De auteurs stellen dat glucose selectief processen kan versterken waarvan bekend is dat ze afnemen bij veroudering.

Brown en Riby (2013) onderzochten of glucose het geheugen moduleert, evenals andere cognitieve processen, met name aandacht. Met behulp van een tussen-proefpersoon design vergeleken ze het effect van 25 g glucose bij 18 gezonde deelnemers met 17 deelnemers die een placebo innamen. Ze voerden een episodische geheugentaak (itemherkenning) en een aandachtstaak (Stroop) uit terwijl ze EEG-opnames ondergingen. De episodische geheugentaak bestond uit een studiefase waarin de deelnemers woorden en lijntekeningen voorgeschoteld kregen. In de testfase kregen ze woorden en afbeeldingen te zien die ze eerder hadden bestudeerd (‘oude’ items) en items die ze nog niet eerder waren tegengekomen (‘nieuwe’ items). Glucose faciliteerde alleen de prestatie voor het woord conditie, wat de moeilijkere conditie was in deze taak. De prestaties voor 'nieuwe' items waren echter slechter na inname van glucose. Tijdens de herkenningsfase werd EEG opgenomen en voor de moeilijkere (woord)conditie werd een verhoogd LP-effect gevonden. Analyse van de ERP tijdens episodisch geheugen concentreerde zich op een enkele linker pariëtale elektrode en rapporteerde dus niet over de FN400-component. Voor de Stroop-taak kregen de deelnemers woorden van kleuren in verschillende lettertypekleuren, congruent of incongruent. De deelnemers werd gevraagd de letterkleur te noemen of het woord te lezen. Er werd geen glucosevergemakkelijking van de prestatie waargenomen. Voor de EEG-gegevens was de analyse gericht op de fronto-centrale negativiteit (350-500 ms post-stimulus, met een piek rond 410-450 ms). Deelnemers aan de glucosegroep vertoonden een meer negatief-gaand ERP voor congruente dan incongruente stimuli - in tegenstelling tot placebo en ook tegen het ERP-patroon dat doorgaans op de taak wordt waargenomen.

Over het algemeen hebben onderzoeken naar de LP en FN400 gebruik gemaakt van relatief vergelijkbare geheugentaken voor herkenning. en één studie beoordeelde ook ERP-veranderingen in de Stroop-taak (Brown & Riby, 2013). De beoordeelde elektrofysiologische onderzoeken suggereren dat glucose de herinneringsprocessen moduleert, zoals blijkt uit de modulatie van de LP-component in de beoordeelde onderzoeken (Brown & Riby, 2013 Scholey et al., 2015 Smith et al., 2009). De bevindingen met betrekking tot de FN400-bekendheidscomponent lijken minder consistent en er is beperkt bewijs voor modulatie van de fronto-centrale activiteit in verband met interferentie in de Stroop-taak (Brown & Riby, 2013).

Op basis van deze ERP-onderzoeken is er enig bewijs dat componenten die verband houden met werkgeheugenbewerkingen (P3b: Riby et al., 2009) en vertrouwdheidsprocessen in het herkenningsgeheugen (Brown & Riby, 2013) kunnen worden gemoduleerd door glucosetoediening, terwijl misschien de het meest consistente bewijs van neurofysiologische modulatie door glucose is gerapporteerd voor de LP-component, gekoppeld aan herinneringsgeheugen (Brown & Riby, 2013 Scholey et al., 2015 Smith et al., 2009).

Rusttoestand EEG

Spectrale analyse van EEG-signalen in rust geeft een beoordeling van lopende oscillerende processen in de hersenen op macroscopisch niveau. Gezien de relatief sterke test-hertestbetrouwbaarheid (Smit, Posthuma, Boomsma, & De Geus, 2005), hebben spectrale parameters van EEG in rust een geschiedenis van gebruik bij het bestuderen van farmacologische effecten op de hersenen. Het onderzoek van Knott et al. (2001 hierboven beschreven in paragraaf 3.2.1) verwierf ook vigilantie-gecontroleerde rust-EEG, die spectraal werd geanalyseerd om tonische opwinding tijdens rust te beoordelen. Er werd een toename in de langzame alfafrequentieband (7,5-10 Hz) waargenomen. Deze toename in langzame alfafrequentie werd geïnterpreteerd als modulatie van centrale opwindingsprocessen, maar er werd niet gerapporteerd of deze veranderingen verband hielden met veranderingen in taakuitvoering.

In een EEG-onderzoek in rusttoestand met 24 gezonde oudere volwassenen, An et al. (2015) testten het effect van een drankje met 17 g glucose op het EEG-spectrale vermogen in rust, naast de prestaties op twee aandachtstests die voorafgaand aan de EEG-opname werden uitgevoerd. Als een maat voor de verbale aandachtsspanne werd de digit span-test (Koreaanse aanpassing van de Wechsler Adult Intelligence Scale, herzien) gebruikt en werd een maat voor de ruimtelijke aandacht, de ruimtelijke spanwijdte (Corsi block-tapping-test) opgenomen, met voorwaartse en achterwaartse proeven uitgevoerd voor beide maatregelen. Deelnemers verbeterden de prestaties op beide tests (behalve de ruimtelijke achterwaartse conditie) na inname van glucose. Verder werden toenames in theta en lage alfa-banden in EEG in rusttoestand gemeld, het meest overwegend in frontale en posterieure hersengebieden. Deze veranderingen waren niet gecorreleerd met aandachtsprestaties. Het testprotocol in het onderzoek van An et al. (2015) toonden enkele opmerkelijke verschillen met de andere studies die hier worden genoemd, alle proefpersonen werden eerst getest na het vasten en vervolgens 3 dagen later na glucose in dezelfde volgorde zonder de toediening van een gematchte placebodrank. Zonder een crossover-, placebo- of controlegroep is het moeilijk om het effect toe te schrijven aan glucose. De glucosedrank bestond uit sinaasappelsap met daarin 180 ml water gemengd met 17 g glucose. Het is niet duidelijk of het sinaasappelsap extra suikers bevatte.

Resultaten van de beoordeelde onderzoeken die glucosegerelateerde veranderingen in rust-EEG onderzochten, toonden aan dat glucose het spectrale vermogen in de lage alfafrequentieband verhoogde. Verder, An et al. (2015) rapporteren ook een toename van theta-kracht. Deze resultaten wijzen op veranderingen in opwindings- en aandachtsprocessen, wat suggereert dat glucose zijn effect kan uitoefenen op meer globale hersenprocessen. Deze resultaten moeten echter worden gerepliceerd in een strenger gecontroleerd onderzoeksontwerp.

Functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) meet indirect de hersenactiviteit door het detecteren van bloedoxygenatieniveauafhankelijke (BOLD) signaalveranderingen die verband houden met de hemodynamische respons. Vier studies gebruikten functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) om het glucose-faciliterende effect te beoordelen. Twee studies onderzochten het effect van glucose op de episodische geheugenprestaties, met speciale aandacht voor taakgerelateerde activiteit tijdens de episodische geheugencodering (Parent et al., 2011 Stone et al., 2005).

Steen et al. (2005) testten zeven gemedicineerde volwassenen met de diagnose schizofrenie in een ontwerp met herhaalde metingen waarin patiënten 50 g glucose consumeerden tijdens een verbale coderings- en herkenningsgeheugentaak waarvan bekend is dat deze verhoogde temporale kwabactiviteit veroorzaakt. Deelnemers voerden de verbale coderingstaak uit terwijl ze fMRI-scanning ondergingen. In vergelijking met de placeboconditie werd een grotere activering van de linker parahippocampus waargenomen tijdens nieuwe zincodering, ondanks geen verandering in de geheugenprestaties. De studie van Stone en collega's (2005) was een pilootstudie en heeft verschillende beperkingen die moeten worden opgemerkt. Het onderzoek had een zeer beperkte steekproefomvang (N = 7). Bovendien werden de proefpersonen in deze studie gediagnosticeerd met chronische schizofrenie die allemaal medicijnen kregen, hoewel gestandaardiseerd voor medicijnen, wat zou kunnen leiden tot onbedoelde geneesmiddelinteracties met de experimentele uitkomstmaten.

Ouder et al. (2011) analyseerden fMRI-gegevens van twaalf gezonde mannelijke deelnemers, die in gerandomiseerde volgorde 50 g glucose of placebo kregen. Deelnemers voltooiden een taak voor het coderen van afbeeldingen in de scanner. Na voltooiing van de MRI-scan werd het geheugen van de deelnemers voor de beeldstimuli beoordeeld met een vertraging van vijf minuten, een gratis herinneringstaak en opnieuw 1 dag later. Er werd een reeks analyses uitgevoerd om de effecten van glucose op de hersenactiviteit te onderzoeken. Het effect van glucose op activeringsveranderingen tijdens codering werd onderzocht en er werd een toename van de superieure pariëtale gyrus gerapporteerd. Verder werden de effecten van glucose op codering met betrekking tot succesvol daaropvolgend episodisch geheugen (zoals beoordeeld met vertragingen van zowel vijf minuten als 1 dag) onderzocht met behulp van het verschil in de daaropvolgende geheugen (DM) procedure. Voor de vijf minuten durende recall-test was glucose geassocieerd met verhoogde daaropvolgende geheugengerelateerde coderingsactivering in de precuneus, supramarginale gyrus en paracentrale lobule. Een afname werd gemeld in het rechter rolandische operculum. Voor de vertraging van één dag werd verhoogde activering gerapporteerd in de rechter hippocampus, middelste frontale gyrus en inferieure pariëtale cortex. Afnames werden gemeld in de precentrale en postcentrale gyri en in de linker inferieure temporale gyrus.

Ouder et al. (2011) onderzochten ook taakgerelateerde functionele connectiviteitsanalyses met behulp van linker en rechter hippocampus en linker en rechter amygdala als zaadregio's van belang (ROI). Glucose ten opzichte van placebo verhoogde de functionele connectiviteit van de linker en rechter hippocampus met talrijke hersengebieden in bilaterale temporale en prefrontale cortex, evenals bilaterale insula en spoelvormige gyri. Verder vertoonde de rechter hippocampus verhoogde connectiviteit met linker hippocampus, rechter parahippocampale gyrus en bilaterale amygdala. Linker en rechter amygdala-zaadregio's vertoonden verhoogde functionele connectiviteit met verschillende prefrontale en temporale regio's, inclusief de contralaterale hippocampus na toediening van glucose. Deze effecten verschilden voor negatieve versus neutrale stimuli, negatieve beelden lokten meer activatie uit in verschillende limbische, prefrontale en pariëtale regio's, terwijl neutrale beelden activatie aantoonden in minder regio's.

Zowel Steen et al. (2005) en Ouder et al. (2011) gericht op het domein van het episodisch geheugen. Terwijl Stone et al. testte een kleine klinische steekproef, Parent et al. (2011) bestudeerden een groep gezonde mannelijke volwassenen. Steen et al. (2005) maakten gebruik van een verbale coderings- en herkenningstaak, terwijl Parent et al. (2011) gebruikten een taak voor het coderen en herinneren van afbeeldingen met een vertraging van 5 minuten en een dag en onderzochten verder de invloed van emotionele valentie van de afbeeldingen. Beide onderzoeken rapporteerden een toename in activering tijdens de coderingsfase, zij het in verschillende regio's. Terwijl Stone et al. (2005) rapporteerde een toename in activering van de linker posterieure parahippocampus tijdens codering, Parent et al. (2011) rapporteerden een toename van de superieure pariëtale gyrus in de coderingsfase. Ouder et al. (2011) onderzochten ook veranderingen in functionele connectiviteit tijdens codering. Bij gebruik van het verschil in volgend geheugen (DM) Parent et al. (2011) vonden veranderingen in hersenactiviteit gerelateerd aan succesvol daaropvolgend episodisch geheugen (met een vertraging van 5 minuten en 1 dag), waaronder de rechter hippocampus en de bijbehorende frontale en pariëtale regio's.

Serra-Grabulosa et al. (2010) onderzochten het effect van glucose en cafeïne, zowel gecombineerd als geïsoleerd, op volgehouden aandacht met behulp van een continue prestatietaak. In een dubbelblind, gerandomiseerd ontwerp met parallelle groepen werden de deelnemers toegewezen aan een van de vier behandelingsdrankcondities, bestaande uit placebo (150 ml water), glucose (75 g glucose), cafeïne (75 mg cafeïne) en glucose en cafeïne gecombineerd (75 g glucose +75 mg cafeïne). Er waren tien deelnemers per arm en de groepen waren genderevenwichtig. Ze ondergingen twee MRI-scansessies in 1 dag, één na een nacht vasten (minstens 8 uur) en één na de inname van de drank. Tijdens de scan voerden de deelnemers een volgehouden aandachtstaak uit, de continue prestatietest (CPT-IP). Hier richten we ons alleen op de glucose-arm van het onderzoek. De taakuitvoering was hetzelfde voor en na inname van de drank. Er werden geen verschillen waargenomen in functionele hersenactiviteit, zoals gemeten in BOLD-signaalverandering. Deze studie had een paar beperkingen die opgemerkt moeten worden. Het gebruik van parallelle groepen met scansessies voor en na inname kan ongecontroleerde effecten introduceren van herhaalde blootstelling aan een taak. Bovendien was de steekproefomvang beperkt met tien deelnemers per groep en kregen de deelnemers geen gematchte placebodrank.

Zanchi et al. (2018) voerden een pilotstudie uit met 12 deelnemers waarbij tijdens drie studiebezoeken glucose, fructose en placebo in gerandomiseerde volgorde via een neus-maagsonde werden toegediend. Bij het glucosebezoek bestond de drank uit 75 g glucose opgelost in 300 ml water en bij het placebobezoek was de behandeling gewoon water. Er was ook een fructose-arm in de studie die niet zal worden besproken voor deze review. Deelnemers ondergingen een MRI-scan en voltooiden een werkgeheugentaak (n-back) en een aandachtscontroletaak (Go/No-Go) in de scanner, evenals een rusttoestandscan. Er werd geen gedragsverandering in de prestaties waargenomen. In vergelijking met placebo verminderde glucose echter de taakgerelateerde activiteit voor zowel n-back- als Go/No-Go-taken in frontale regio's, met name in de cortex anterior cingulate en dorsolaterale prefrontale cortex. Analyse van de rusttoestandgegevens onthulde dat de rusttoestandconnectiviteit binnen de frontoparietale en salience-netwerken toenam. De afname van taakgerelateerde activiteit is geïnterpreteerd als een toename van de neurale efficiëntie als reactie op een cognitieve taak na glucose in vergelijking met placebo (Erickson et al., 2005). Verhogingen van de functionele connectiviteit na inname van glucose zijn eerder gemeld (Page et al., 2013 Wölnerhanssen et al., 2015). Deze studies rapporteerden echter geen cognitieve uitkomstmaten en werden uitgesloten van de huidige review.

Bespreking van fMRI-bevindingen

Over het algemeen suggereren de onderzoeken met fMRI om het glucosefacilitatie-effect te bestuderen dat glucose de regionale hersenactiviteit (Parent et al., 2011 Stone et al., 2005) en functionele connectiviteit (Parent et al., 2011) tijdens het coderen verandert. Verder beïnvloedde glucose hersengebieden in termen van regionale activering gerelateerd aan coderingssucces, gemeten bij korte en langere vertragingen (Parent et al., 2011). Het is opmerkelijk dat deze studies het effect van glucose op coderingsprocessen beschreven, maar ze rapporteerden geen significante effecten van glucose op de geheugenprestaties. Of glucose ook episodische ophaalprocessen beïnvloedt, blijft onduidelijk. Verdere replicatie van studies met meer uitdagende geheugentaken en taken met verdeelde aandacht bij het coderen wordt gesuggereerd.

Terwijl de onderzoeken gericht op episodisch geheugencodering een toename van taakgerelateerde activiteit rapporteerden na inname van glucose, rapporteerde de studie die gericht was op taken gerelateerd aan werkgeheugen en aandachtscontrole een afname van taakgerelateerde activiteit in frontale regio's voor beide taken (Zanchi et al., 2018 ). Verder ondersteunt het beschikbare fMRI-bewijs geen effect van glucose op hersenactiviteit dat wordt beoordeeld tijdens aanhoudende aandacht (Serra-Grabulosa et al., 2010). De toename van hersenactiviteit tijdens episodische paradigma's is geïnterpreteerd als gunstige toenames in coderingsprocessen (Parent et al., 2011), terwijl de afname van werkgeheugen en aandachtsgerelateerde taakgerelateerde activiteit gerapporteerd door Zanchi et al. zijn geïnterpreteerd als bewijs van neurale efficiëntie tijdens de taak.

De twee onderzoeken die functionele connectiviteit onderzochten na inname van glucose in vergelijking met placebo, rapporteerden beide een toename van de connectiviteit in verhoogde glucosetoestand (Parent et al., 2011 Zanchi et al., 2018). De studie die coderingsgerelateerde connectiviteit onderzocht met een hypothesegestuurde, op zaden gebaseerde analyse, observeerde een toename van functionele connectiviteit met regio's die verband houden met episodisch geheugen (Parent et al., 2011). De andere studie onderzocht functionele connectiviteit in de rusttoestand met behulp van een datagestuurde benadering (ICA: Zanchi et al., 2018). Verhogingen van de functionele connectiviteit in de frontoparietale en salience-netwerken werden gemeld na inname van glucose in vergelijking met placebo.

FNIRS

Het gebruik van functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) is (als fMRI) afhankelijk van de BOLD-respons, zij het meestal met een lagere resolutie. Deze niet-invasieve beeldvormingstechniek maakt gebruik van nabij-infrarood licht om de functie van de hersenen te onderzoeken. Een enkele studie heeft fNIRS gebruikt om het glucosefaciliterende effect te onderzoeken (Gagnon et al., 2012). Ze onderzochten 15 oudere, niet-diabetische deelnemers in een dubbelblinde, placebo-gecontroleerde, cross-over studie. De deelnemers kregen 50 g glucose in de actieve toestand en voerden een aandachtig dual-task-paradigma uit terwijl gebeurtenisgerelateerde fNIRS werd geregistreerd. In de glucoseconditie vertoonden de deelnemers vergelijkbare dual-task-kosten voor beide taken, terwijl in de placebo-conditie de ene taak boven de andere werd geprioriteerd, met significant hogere dual-task-kosten voor de niet-geprioriteerde taak. Differentiële hersenactivatie werd ook waargenomen in de rechter ventrale-laterale prefrontale regio's voor zuurstofrijk hemoglobine en gedeoxygeneerd hemoglobine, met meer activering zichtbaar in de glucoseconditie. De auteurs concludeerden dat inname van glucose tijdelijk het vermogen om twee gelijktijdige taken gelijkelijk te coördineren bij gezonde oudere volwassenen tijdelijk kan verbeteren, zoals weerspiegeld in hersenactiveringspatronen. Replicatie van de resultaten van dit onderzoek is nodig omdat de analyses voor elke sensor afzonderlijk zijn uitgevoerd en niet zijn gecontroleerd voor meerdere vergelijkingen.


Intermitterend vasten

Intermitterend vasten is een fantastische manier om autofagie in de hersenen te verbeteren. Het is een vorm van vasten die gedurende een bepaalde periode afwisselt tussen niet eten (vasten) en eten (feesten). Intermitterend vasten heeft veel voordelen, waaronder cellulair herstel, autofagie, immuunregulatie, ontstekingsniveaus en insulinegevoeligheid.

Het helpt ook om het risico op neurodegeneratieve aandoeningen, zoals dementie en de ziekte van Alzheimer, te verlagen. Om meer te weten te komen over de voordelen van intermitterend vasten en de beste praktijken van intermitterend vasten, raad ik aan om te lezen Dit artikel (48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58) .


Beste Mark: Hoeveel glucose hebben je hersenen echt nodig?

We weten nu dat het vaak herhaalde 'je hersenen werken alleen op glucose!' fout is. Ik heb het al eerder genoemd, en iedereen die de tijd heeft genomen om vet te worden aangepast aan een koolhydraatarm Primal-eetplan, weet intuïtief dat je hersenen geen stapels glucose nodig hebben om te werken, want, nou ja, ze zijn hun hersenen gebruiken om deze zin te lezen. Uiteraard pas je je uiteindelijk aan en merk je dat je voldoende (zo niet veel verbeterde) cognitie hebt zonder al die koolhydraten. Dat gezegd hebbende, er is wat glucose nodig, en dat is waar mensen over struikelen.“Glucose is vereist” klinkt heel erg als “je hersenen gebruiken alleen glucose” wat meestal leidt tot “Je hebt veel koolhydraten nodig om die glucose te leveren.” En dat is de vraag van de editie van vandaag van 'Beste Mark'8221 probeert te antwoorden: hoeveel glucose is nodig?

Hallo Mark,

Ik heb een klein probleem. Hoewel ik op mijn werk kan functioneren, gesprekken kan voeren en mijn dagelijkse leven kan leiden zonder dat delen van mijn hersenen plotseling stoppen met werken terwijl ik Primal eet, maken mijn vrienden zich zorgen over mijn hersenen. Het enige wat ze weten is dat de hersenen glucose nodig hebben. Wat kan ik ze vertellen? Hoeveel glucose hebben mijn hersenen eigenlijk nodig om te blijven werken?

Bedankt,

Frank

Ik zou niet te streng zijn voor je vrienden. Ze bedoelen het goed en het is een veel voorkomende misvatting. In plaats van ze te berispen, in hun gezicht te wrijven in de wetenschap dat je behoorlijk kunt functioneren met een vetrijk dieet, moet je ze opvoeden.

Hoeveel glucose de hersenen nodig hebben, hangt af van de context. Er is niet één enkel antwoord.

Als je een zeer vetrijk, zeer koolhydraatarm dieet volgt, zoals een traditioneel Inuit-dieet, zullen je hersenen uiteindelijk in staat zijn om van vet afgeleide ketonen te gebruiken voor ongeveer 50-75% van hun energiebehoefte. De meeste ketonen worden geproduceerd in de lever, maar astrocyten in de hersenen genereren ook zelf ketonen voor gebruik door neuronen. Denk je dat we zo'n instelling in onze hersenen zouden hebben als ketonen niet nuttig zouden zijn om in de buurt te hebben? Als alles wat we konden doen was glucose daarboven te verbranden, wat zou het dan voor zin hebben om zelfs maar gelokaliseerde ketonenfabrieken te hebben? Hoe dan ook, aangezien de hersenen ongeveer 120 gram glucose per dag kunnen gebruiken (PDF), betekent dat: je hebt nog steeds minimaal 30 gram glucose nodig terwijl je op max ketonen loopt.

Als je zware lichamelijke inspanning doet, draaien je hersenen voornamelijk op lactaat. Ja, lactaat is dat ongewenste metabolische bijproduct van het spiermetabolisme. Tijdens het sporten, wanneer de spieren het grootste deel van de beschikbare glucose opgebruiken om dingen op te tillen en een stel intelligent vlees van primaten door de driedimensionale ruimte te verplaatsen, en waar onvoldoende zuurstof (vandaar hard ademen) leidt tot onvolledige glucose- en pyruvaatafbraak en verhoogde lactaatniveaus , zullen de hersenen lactaat gebruiken als een directe energiebron. Niet alleen dat, maar lactaat bleek de hersenen efficiënter en sneller te laten werken, en wanneer beide beschikbaar zijn, geven de hersenen de voorkeur aan lactaat boven glucose. Ander onderzoek heeft aangetoond dat de hersenen ook de voorkeur geven aan lactaat in de uren en dagen onmiddellijk na een traumatisch hersenletsel. Ik weet niet zeker hoeveel glucose de hersenen nodig hebben als ze toegang krijgen tot lactaat, maar het is zeker minder dan 120 gram.

Natuurlijk, zelfs als je wat glucose nodig hebt, hoeft die glucose niet per se uit koolhydraten in de voeding te komen. Het kan op beroemde wijze afkomstig zijn van gluconeogenese, het proces waarbij de lever aminozuren omzet in glucose. Het kan ook afkomstig zijn van glycerol, een bijproduct van het vetmetabolisme. In situaties van diep vasten kan glycerol tot 21,6% bijdragen aan de glucoseproductie, terwijl de rest vermoedelijk afkomstig is van gluconeogenese. De glycerol kan afkomstig zijn van zowel voedingsvet als vetweefsel (de auteurs van dat onderzoek naar glycerolvasten suggereren zelfs dat vasten lichaamsvet verbrandt om glycerol te leveren voor de productie van glucose), terwijl de aminozuren afkomstig kunnen zijn van voedingseiwitten (als je eten) of spieren (als je honger hebt).

Over het algemeen laat recent onderzoek naar de metabole eisen van hersenschijfjes ('levende' stukjes hersenen die geïsoleerd en gebruikt worden voor onderzoek) zien dat het opnemen van andere energiesubstraten 'ketonen, lactaat of zelfs pyruvaat' in de glucoseoplossing verbetert oxidatief metabolisme en neuronale efficiëntie. Voordat je zegt 'maar dit was' in vitro, mijn hersenen zijn niet in stukken gesneden en ondergedompeld in een rare stroperige oplossing, ik weet dat het hele doel van het onderzoek was om de omstandigheden van het soort echte, werkelijke, levende, denkende hersenen die we in menselijke hoofden aantreffen, beter te repliceren . De auteurs merken op dat de oplossing met alleen glucose die normaal gesproken wordt gebruikt om hersenplakjes in andere onderzoeken van brandstof te voorzien, beperkt is, omdat er in de intacte hersenen complexe machines bestaan ​​die de levering van energiesubstraten coördineren en de samenstelling van de energiesubstraatpool aanpassen aan de behoeften van het neuronale energiemetabolisme Met andere woorden, glucose-oplossing is een gemakkelijke, betrouwbare manier om hersenplakjes van brandstof te voorzien, maar het is een onvolledige weergave van hoe hersenen in hoofden werken. De auteurs concluderen dat: “in plakjes evenals in vivo, is het vermogen van glucose om het energiemetabolisme in stand te houden beperkt en de neuronale energievoorziening moet worden ondersteund door andere oxidatieve substraten.'

Een gezond, efficiënt brein is dus een brein dat gebruikmaakt van verschillende brandstoffen. Een gezond, efficiënt brein is er een dat ketonen (en misschien lactaat en andere brandstoffen) gebruikt om wat glucose te sparen. Een volledige afhankelijkheid van glucose duidt op een onderpresterend brein, een brein dat zoveel beter zou kunnen, een brein dat echt een kokosmelkcurry zou kunnen gebruiken en af ​​en toe wat intensieve lichaamsbeweging. Voor zover we kunnen nagaan, is de absoluut fysiologisch minimum is 30 gram glucose. Ik wou dat ik harde cijfers kon geven voor sommige van de andere contexten buiten de buurt van vleeseten (zoals basis 150 gram koolhydraten Primal eten met kokosnoot of misschien uitzoeken hoe je kunt vertrouwen op lactaatbrandstof), maar de cijfers doen er in de praktijk niet echt toe. Waar het om gaat is dat onze hersenen niet de volledige 120 gram glucose nodig hebben, vooral niet als we een Primal Blueprint-eetplan volgen.

Vragen? Opmerkingen? Bedenkingen? Laat ze hier achter. Bedankt voor het lezen!


Discussie

In de afgelopen jaren heeft groeiend experimenteel bewijs een direct verband gesuggereerd tussen veranderd glucosemetabolisme, hersenfunctie en neurodegeneratie. 18, 19

Consistente gegevens hebben inderdaad een verband aangetoond tussen systemische metabole disfunctie, zoals diabetes, en dementerende stoornissen, wat suggereert dat hun recentelijk waargenomen significante toename in incidentie gedeeltelijk zou kunnen worden gerechtvaardigd door de wereldwijde dramatische toename van insulineresistentie, obesitas en diabetes. 20 De complexiteit van deze relatie is recentelijk onderstreept door nieuw bewijs dat suggereert dat de interactie tussen veranderd metabolisme en hersendisfunctie ook bidirectioneel kan zijn. 21

In een poging om licht te werpen op zo'n gecompliceerde kwestie, is op grote schaal gezocht naar de implementatie van verschillende muismodellen. Hiertoe is het van belang dat, samen met studies bij mensen, de onderzoeken met behulp van deze modellen allemaal zijn samengekomen op een gemeenschappelijk eindpunt: ontregelde glucosespiegels en een verstoord energiemetabolisme als gevolg van verminderd glucosegebruik zijn niet alleen een klinisch kenmerk van AD, maar ook belangrijke bijdragen aan de pathogenese ervan door de ongevouwen eiwitrespons te activeren, de vorming en afzetting van Aβ te verhogen en, in extreme gevallen, neuronale dood tot gevolg te hebben. 22, 23 Velliquette et al. 24 rapporteerde dat energieremming de Aβ-niveaus significant verhoogde in het Tg2576-muismodel. Meer recentelijk werd deze bevinding bevestigd in een in vitro model van energietekort en in vivo, in twee APP-transgene muismodellen van AD-achtige amyloïdose (dat wil zeggen Tg2576- en 5xFAD-muizen) waarin farmacologische energiedeprivatie amyloïdogenese bevorderde via BACE-1-afhankelijk mechanisme. Omdat deze muizen echter geen tau-neuropathologie ontwikkelen, moest nog volledig worden onderzocht of energiegebrek ook in staat was om het tau-metabolisme en de fosforylering te veranderen.

In een recent artikel hebben we het effect van glucosedeprivatie op het tau-metabolisme onderzocht met behulp van een neuronale cellijn, en we hebben aangetoond dat cellen onder deze experimentele conditie een toename in tau-fosforylering vertonen via de activering van de p38-MAPK. 10 Op basis van onze in vitro studies voorspelden we dat de toename van tau-fosforylering in in vivo model van chronische energie-uitputting zou uiteindelijk verantwoordelijk zijn voor cognitieve stoornissen en synaptische disfunctie.

Om deze hypothese te testen, hebben we in het huidige artikel een beproefd model van een verminderd energiemetabolisme gebruikt, door chronische toediening van DG, een synthetisch glucose-analoog waarin de C-2-hydroxylgroep is vervangen door waterstof, te implementeren. DG remt competitief de opname van glucose door de cellen, omdat het hetzelfde systeem gebruikt om de cel binnen te gaan, de glucosetransporters (dat wil zeggen, GLUT's). 25 Eenmaal in de cel wordt DG snel gefosforyleerd om DG-6-fosfaat te vormen dat niet verder kan worden gemetaboliseerd via de glycolytische route en begint te accumuleren. Deze gebeurtenis door remming van cellulaire glycolyse bij de eerste stap resulteert uiteindelijk in intracellulaire glucosedeprivatie. 26

Aan het einde van de behandeling van 4 maanden werden gedragstests uitgevoerd om het leren en geheugen te beoordelen bij met DG behandelde muizen in vergelijking met controles. Interessant is dat, hoewel we geen significant verschil tussen de twee groepen in het Morris waterdoolhofparadigma, een leer- en geheugenhersteltest, vonden, we ontdekten dat met DG behandelde muizen cognitieve stoornissen vertoonden zoals beoordeeld in het Y-doolhofparadigma, dat wordt beschouwd als een betrouwbare maat voor ruimtelijk werkgeheugen bij knaagdieren. 27 Aangezien beide tests hippocampusafhankelijke geheugentaken testen, veronderstellen we dat het Y-doolhof op deze specifieke leeftijd waarschijnlijk een gevoeliger test is voor het detecteren van vroege gedragsstoornissen in dit transgene muismodel van tauopathie. 28

Op zoek naar een biochemisch substraat van de gedragsgegevens, evalueerden we het directe effect van glucosedeprivatie op synaptische functie en transmissie door elektrofysiologische studies uit te voeren. Ten eerste hebben we waargenomen dat er tussen de twee groepen muizen geen significante verschillen waren in de basale synaptische transmissie, wat aangeeft dat deze functie niet wordt veranderd door de behandeling. Bovendien werden er ook geen significante verschillen opgemerkt toen we de plasticiteit op korte termijn maten door facilitatie van gepaarde puls te onderzoeken, wat secundair is aan een activiteitsafhankelijke presynaptische modulatie van zenderafgifte. 29 Deze waarneming suggereert dat de voorbijgaande toename van de concentratie van intra-terminaal calcium geproduceerd door een binnenvallende actiepotentiaal vergelijkbaar is tussen de twee groepen. Toen we echter de LTP-respons beoordeelden, wat een soort neuronale plasticiteit is waarvan wordt gedacht dat het een belangrijke rol speelt bij leer- en geheugenfuncties30, ontdekten we dat met DG behandelde muizen een statistisch significante afname vertoonden bij 10 min. 120 min in vergelijking met de controlegroep.

Gezien de leeftijd van de muizen in onze studie, veronderstellen we dat de DG-behandeling fungeert als een trigger om de aanhoudende pathologische veranderingen die secundair zijn aan het transgen dat door de muizen tot expressie wordt gebracht, te verergeren en te versnellen. Het is dus bekend dat bij de h-tau-muizen zowel de gedragstekorten als LTP-veranderingen typisch worden waargenomen op een later tijdstip van de leeftijd dan degene die we hebben gekozen. 11, 28

Geheugentekorten waren geassocieerd met een significante toename van pP38 MAPK-afhankelijke tau-fosforylering bij specifieke epitopen zoals herkend door de AT8- en PHF1-antilichamen, samen met een significante accumulatie van tau in zijn onoplosbare vorm.

Accumulerend bewijs suggereert dat P38 MAPK een belangrijke rol kan spelen bij de ontwikkeling van AD-pathologie. 31, 32 Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat de actieve vorm van dit kinase geassocieerd is met neuritische Aβ-amyloïde plaques en tau NFT-pathologie in postmortale hersenen van AD-patiënten en dat het in een zeer vroeg stadium van de ziekte optreedt. 33, 34 Dit kinase bestaat in vier verschillende isovormen (α, β, γ, δ) en bevordert, wanneer geactiveerd door dubbele fosforylering op Thr180 en Tyr182, direct tau-fosforylering. 34 De activering van dit kinase kan worden getriggerd door vele stimuli en stressoren zoals UV-licht, hitte, osmotische shock, inflammatoire cytokines, ER-stress en glucosedeprivatie. Het is dus niet verrassend dat we onder onze experimentele omstandigheden een specifieke en selectieve activering van dit kinase hebben waargenomen. Van belang in de context van ons artikel is ook het recente rapport dat een verhoogde activiteit van pP38 MAPK een significante bijdrage levert aan LTP-remming en synaptische disfunctie. 36

Naast synaptische disfunctie kan afwijkende accumulatie van hypergefosforyleerde tau-isovormen en zijn onoplosbare fibrillen ook leiden tot synaptisch verlies, meestal weergegeven door verminderde niveaus van pre- en postsynaptische eiwitmarkers van synaptische integriteit. 37 Dus, door dit aspect van de neurobiologie van gefosforyleerd tau te bevestigen, ontdekten we dat vergeleken met controles DG-behandelde h-tau-muizen een significante verlaging hadden in de steady-state-niveaus van 2 belangrijke van deze synaptische markers, SYP en MAP2, wat verder verklaart de tekort aan werkgeheugen waargenomen bij dezelfde dieren.

Het is bekend dat Tau-fosforylering niet alleen de neuroplasticiteit beïnvloedt, maar ook de neuronale overleving door de dendritische / synaptische hermodellering te beïnvloeden die in de hippocampus wordt gezien als een reactie op omgevingsstimuli en stress. 38 Ter ondersteuning van deze waarnemingen ontdekten we in onze studie dat in vergelijking met controles muizen zonder glucose naast hogere fosfor-tau biochemische markers van apoptose vertoonden, zoals aangetoond door de verhoogde steady-state niveaus van de gesplitste vormen van caspase 3 en 12.

Samengevat zouden onze bevindingen een nieuw en plausibel moleculair mechanisme kunnen opleveren dat herhaalde episodes van hypoglykemie koppelt aan de ontwikkeling van AD-neuropathologie.

In feite zijn er rapporten dat een superstrakke glucoseregulatie met insuline Rx het risico op hypoglykemische episodes verhoogt, en herhaalde hypoglykemische episodes zijn geïmpliceerd als onderdeel van het diabetes-dementiesyndroom. 39

Samenvattend vormen de bevindingen in dit artikel de eerste: in vivo experimenteel bewijs dat een verminderd glucosemetabolisme en -gebruik door activering van de P38 MAPK-kinase-route tau-fosforylering, neuronale apoptose veroorzaakt, geheugen, synaptische integriteit en functie schaadt in een relevant transgeen muismodel van tauopathie. Daarom kunnen geneesmiddelen die gericht zijn op dit kinase in de hersenen een geschikte therapeutische benadering vormen voor de behandeling van zowel AD als verwante tauopathieën waarvoor een verminderd gebruik van glucose een gevestigde risicofactor is.


MATERIALEN EN METHODES

Ontwerp van de cursus Coöperatief Leren—

De klassen van samenwerkend leren werden opgesplitst in onderwijsgroepen van vijf tot zes studenten, die elk 1 uur per sessie in een kleine ruimte bijeenkwamen. Deze klassen kwamen samen voor hetzelfde totale aantal uren per semester als de traditionele lessen op basis van hoorcolleges. Elke onderwijsgroep bestond uit een senior biochemie major of eerstejaars student als onderwijsassistent (EA). Faculteitsleden kwamen wekelijks samen met deze EA's om de educatieve benadering die in deze cursus wordt gebruikt en de theorie die deze benadering ondersteunt te bespreken, evenals om de biochemische concepten te herzien die de komende week door de studenten zullen worden besproken. De EA's kregen de opdracht om de studenten geen les te geven, maar hen te pushen om de grenzen van hun begrip op te zoeken. Ze werden ook belast met het geven van niet-beoordeelde constructieve feedback aan de klasdeelnemers. EA's kregen training in mondelinge beoordeling en oefenden op elkaar en de faculteit tijdens de wekelijkse vergaderingen. Tabel I geeft een overzicht van de basisinstructies die aan de EA's zijn gegeven en beschrijven wat ze probeerden te bereiken tijdens de kleine groepsbijeenkomsten. Elk item in deze lijst, afgeleid van de monografie van de National Research Council Hoe mensen leren [ 10 ], is tijdens de wekelijkse vergaderingen uitgebreid met de EA's besproken. Het gebruik van bachelorstudenten en het effect van hun deelname op elkaar, de faculteit en de individuele student zijn de onderwerpen van bijgaand artikel en zullen hier niet verder worden uitgewerkt.

PGO omvat verschillende leeromgevingen die variëren van casusbesprekingen onder leiding van een docent tot een onafhankelijk ontdekkend, onderzoekend leerformaat. Barrows [11] heeft het nadelige effect beschreven dat dit brede spectrum van definities heeft op pogingen om leerplanveranderingen te evalueren en stelt voor dat voor elke vergelijking van een leerplan voor samenwerkend leren met een standaard lesopzet, er goed gedefinieerde criteria moeten zijn voor de aard van de leerstof leerplan structuur. Een gebrek aan consensus over de definitie van PGO, duidelijk zichtbaar op onze school [12], kan de reden zijn voor veel uiteenlopende uitspraken in de literatuur die PGO en andere technieken voor coöperatief leren vergelijken met meer traditionele instructiemethoden.

Om de aard van de coöperatieve leeromgeving in onze kleine groepen te standaardiseren, volgden we de PGO-beschrijving van Greenwald [13]. Een probleemscenario introduceerde de leerdoelen. De probleemscenario's waren echter vaag, waardoor studenten de casussen volledig moesten bespreken om de informatie te identificeren die ze nodig hadden om het probleem te begrijpen. De studenten onderzochten vervolgens het probleem en legden de oplossing uit met behulp van biochemische concepten die werden besproken op het detailniveau dat werd gebruikt in de klassieke colleges over biochemie. Bij deze procedure moesten de studenten eerst hun eigen begrip en ideeën over de biochemische concepten die ter discussie stonden confronteren en vervolgens hun begrip vergelijken met dat van de andere studenten in de groep. Opgemerkt moet worden dat deze zeer interactieve, onderzoekende leerstijl consistent is met wat Ibarra heeft beschreven als een "hoge context" leeromgeving in tegenstelling tot de "lage context" leeromgeving van de typische lezing.

De zaken vorderden na een opeenvolgende onthulling, begeleide ontdekkingsindeling. Dit niveau van begeleiding door instructeurs is gekozen om zowel eventuele verschillen tussen groepen tot een minimum te beperken als om de EA's een idee te geven van wat ze kunnen verwachten naarmate de zaken zich ontvouwen. Bovendien is onze ervaring dat discussies tussen leerlingen vaak te vaag of oppervlakkig worden als er geen richtlijnen zijn om de vereiste diepte van begrip te modelleren.

Cursusinhoud-

De educatieve inhoud van deze cursus coöperatief leren werd bepaald door de inhoud van de traditionele, op colleges gebaseerde biochemiecursus van één semester. Om de cases te ontwerpen, werd de volgorde van onderwerpen in de traditionele cursus als leidraad gebruikt en werden biochemische vragen of scenario's geschreven die verschillende concepten konden integreren. Naast het spiegelen van de conventionele cursusinhoud, werd er alles aan gedaan om materiaal uit de andere cursussen van de studenten en actuele wetenschappelijke onderwerpen die in de publieke media verschenen, te integreren. Om de casussen en hun oplossingen te begrijpen, moesten studenten de moleculaire basis van de situatie begrijpen. Studenten kregen bijvoorbeeld een persoon te zien die flauwviel toen hij naar grote hoogte werd gebracht. Deze aandoening, die uiteindelijk een geval van sikkelcelanemie bleek te zijn, vereiste dat studenten ligandbindingsgedrag in eiwitten, zuurstoftransport, alle niveaus van eiwitstructuur en methoden voor eiwitisolatie en analyse, allemaal onderwerpen in de traditionele cursus op basis van hoorcolleges.

Tabel II vergelijkt de didactische inhoud van de twee cursussen. Uit tabel II blijkt duidelijk dat niet al het materiaal in de traditionele cursus gemakkelijk in de casestudies kon worden ingepast. Om dit onderwerp te accommoderen, werden ook onderwerpspecifieke lezingen gegeven. De balans tussen hoorcollege en casussen bestond uit ∼80% samenwerkend leren in kleine groepen en 20% hoorcollege. De lezingen waren echter niet de traditionele monologen van 50 minuten. Deze periodes werden beter omschreven als een open discussie tussen de faculteit, EA's en de studenten.

Omdat er slechts een beperkte hoeveelheid lestijd beschikbaar was en omdat deze leermethode met begeleid ontdekken nieuw was voor de studenten, werden soortgelijke opeenvolgende onthullingsproblemen op de computer aangeboden voor extra oefening.Nieuwe concepten of inhoud werden niet geïntroduceerd met deze elektronische cases, maar deze extra cases lieten studenten oefenen in het uitbreiden van hun nieuwe kennis en het toepassen van concepten van de prototypische tutorial cases naar een nieuwe situatie. Het gebruik door studenten van de elektronische koffers was geheel vrijwillig. Deze elektronische koffers waren ook beschikbaar voor de studenten in de traditionele cursus biochemie op basis van hoorcolleges.

Studentenpopulatie—

Studenten die deelnamen aan zowel het coöperatief leren als de traditionele cursussen waren junioren en senioren op de universiteit. Alle studenten hadden eerder organische chemie afgerond. De meest voorkomende majors die door de studenten werden geïdentificeerd, waren biologie, pre-medicine en pre-farmacie. Geen van de studenten studeerde biochemie.

De eerste keer dat de cursus coöperatief leren werd aangeboden, waren de studenten zich niet bewust van de onconventionele opzet. De tweede keer dat het werd aangeboden, wisten alle studenten die zich aanmeldden dat de cursus niet in het standaard college-formaat werd gegeven. In beide gevallen was het echter het enige vak biochemie dat in dat semester beschikbaar was. Hoewel de studenten zichzelf selecteerden voor de coöperatieve leercursussen, was de populatie van studenten in deze kleinere klassen hetzelfde in termen van leeftijd, geslacht, hoofdvak en universiteitsverdeling als in de traditionele op college gebaseerde biochemiecursus. Etniciteitsgegevens en GPA-informatie van studenten zijn niet beschikbaar voor de traditionele cursus of de cursus coöperatief leren.

Beoordeling van studenten—

De cursus traditionele biochemie en de cursus coöperatief leren waren beide onderverdeeld in vier verschillende inhoudssecties. Aan het einde van elk van deze onderdelen werd een examen afgenomen. Elk examen bestond uit ∼30% meerkeuzevragen, 40% essayvragen met korte antwoorden en chemische reacties, en 30% kritisch denken en probleemoplossende scenario's. Vragen werden allemaal willekeurig geselecteerd uit dezelfde grote vragendatabase. De vragendatabase was beschikbaar voor alle studenten, in beide cursussen, om te gebruiken in hun zelfstudie. De omvang van de database is groot genoeg dat studenten de tests niet kunnen halen door simpelweg een beperkt aantal vragen en antwoorden te onthouden zonder de concepten te begrijpen. De examens werden door de deelnemende faculteit als van vergelijkbare moeilijkheidsgraad beschouwd.

Naast de schriftelijke examens ontving de klas samenwerkend leren prestatiefeedback van de onderwijsassistenten tijdens elk van de klassessies. Deze feedback werd niet verwerkt in een klassikaal cijfer, maar was bedoeld voor de vormende ontwikkeling van leerlingen.

Cursusevaluatie—

De cursus samenwerkend leren werd in de eerste plaats geëvalueerd door de prestaties van de studenten op de examens te volgen. Daarnaast observeerden de instructeurs of record (WA en MO) en een onafhankelijk faculteitslid (SM), die een erkend institutioneel expert is in PGO-methodologie, routinematig de kleine groepsbijeenkomsten, evalueerden de cases en spraken met zowel EA's als studenten over hun perceptie van de cursus. Dit werd gedaan in de context van de discussie in kleine groepen als een middel om zowel een metacognitieve benadering van beoordeling te modelleren als om de mening van studenten te verzamelen. Ten slotte werden anonieme schriftelijke meningen van studenten verzameld over hun ervaringen en leren in deze cursus.


Uitgegeven door de Royal Society. Alle rechten voorbehouden.

Referenties

. 2015 Het kantelen van de metabolische schalen naar een langere levensduur bij zoogdieren. nat. Cel Biol. 17, 196-203. (doi:10.1038/ncb3107) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2015 Gezondheid en een lang leven bevorderen door middel van voeding: van modelorganismen tot mensen. Cel 161, 106–118. (doi:10.1016/j.cell.2015.02.020) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 1999 Verder bewijs voor leeftijdsgerelateerde tekorten in de menselijke houdingsfunctie. J. Vestib. Onderzoek 9, 261-264. PubMed, Google Scholar

Gutenkunst RN, Waterfall JJ, Casey FP, Brown KS, Myers CR, Sethna JP

. 2007 Universeel slordige parametergevoeligheden in systeembiologische modellen. PLoS-computer. Biol. 3, 1871-1878. (doi:10.1371/journal.pcbi.0030189) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2011 Analyse van de functionele eigenschappen van het creatinekinasesysteem met multischaal 'slordige' modellering. PLoS-computer. Biol. 7, e1002130. (doi:10.1371/journal.pcbi.1002130) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 1947 (eerste editie 1932) De wijsheid van het lichaam . Londen, VK: Paul, Trechn, Trubner. Google geleerde

. 2011 Systeembiologie van veroudering en levensduur. Fil. Trans. R. Soc. B 366, 64-70. (doi:10.1098/rstb.2010.0275) Link, ISI, Google Scholar

. 2005 De vreemde wetenschap van veroudering begrijpen. Cel 120, 437-447. (doi:10.1016/j.cell.2005.01.027) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2012 De theorie van vrije radicalen over veroudering - ouder, wijzer en nog steeds in leven: het modelleren van positionele effecten van de primaire doelen van ROS onthult nieuwe ondersteuning. Bio-essays 34, 692-700. (doi:10.1002/bies.201200014) Crossref, PubMed, Google Scholar

Fontana L, Patrijs L, Longo VD

. 2010 Verlenging van een gezonde levensduur - van gist tot mens . Wetenschap 328, 321-326. (doi: 10.1126/science.1172539) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Lopez-Otin C, Blasco MA, Patrijs L, Serrano M, Kroemer G

. 2013 De kenmerken van veroudering . Cel 153, 1194-1217. (doi:10.1016/j.cell.2013.05.039) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2002 Mechanismen van veroudering: publiek of privaat? nat. Rev. Genet. 3, 165-175. (doi:10.1038/nrg753) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2011 Macromoleculaire achteruitgang als de ultieme beperking van de menselijke levensduur. Veroudering Res. ds. 10, 397–403. (doi:10.1016/j.arr.2010.12.001) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 1991 Rudolf Schoenheimer en het concept van de dynamische toestand van lichaamsbestanddelen. J. Nutr. 121, 1701-1704. Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2014 Heroverweging van het hartmetabolisme: metabolische cycli om het falende hart bij te tanken en opnieuw op te bouwen. F1000Prime Rep. 6, 90. (doi:10.12703/P6-90) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2008 Eiwit- en nucleotideschade door glyoxal en methylglyoxal in fysiologische systemen - rol bij veroudering en ziekte. Geneesmiddel Metabol. Geneesmiddel interactie. 23, 125-150. (doi:10.1515/DMDI.2008.23.1-2.125) Crossref, PubMed, Google Scholar

Sorrentino JA, Sanoff HK, Sharpless NE

. 2014 De toxicologie van veroudering definiëren. Trends Mol. Med. 20, 375-384. (doi:10.1016/j.molmed.2014.04.004) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 1998 De vrije radicalen theorie van veroudering rijpt. Fysiol. ds. 78, 548-581. Crossref, Google Scholar

2011 De metabole voetafdruk van veroudering bij muizen. Wetenschap. vertegenwoordiger 1, 134. (doi:10.1038/srep00134) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 1998 Veranderingen van antioxidante enzymen en oxidatieve schade aan macromoleculen in verschillende organen van ratten tijdens veroudering. Vrije Radicaal. Biol. Med. 24, 1477-1484. (doi:10.1016/S0891-5849(98)00025-2) Crossref, PubMed, Google Scholar

Stuart J, Maddalena L, Merilovich M, Robb E

. 2014 Een midlifecrisis voor de mitochondriale theorie van veroudering van vrije radicalen. Levensduur Gezondheidspan 3, 1-15. (doi:10.1186/2046-2395-3-4) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2011 Levensduur verlengen door oxidatieve stress te verhogen. Vrije Radicaal. Biol. Med. 51, 327-336. (doi:10.1016/j.freeradbiomed.2011.05.010) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2000 Telomere staten en cel lot. Natuur 408, 53-56. (doi:10.1038/35040500) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

2014 Replicatiestress is een krachtige aanjager van functionele achteruitgang van verouderende hematopoëtische stamcellen. Natuur 512, 198-202. (doi:10.1038/nature13619) Crossref, PubMed, Google Scholar

2014 Leeftijdsgerelateerde klonale hematopoëse geassocieerd met nadelige resultaten. N. Engl. J. Med. 371, 2488-2498. (doi:10.1056/NEJMoa1408617) Crossref, PubMed, Google Scholar

2014 Klonale hematopoëse en bloedkankerrisico afgeleid van bloed-DNA-sequentie. N. Engl. J. Med. 371, 2477-2487. (doi:10.1056/NEJMoa1409405) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2010 Koppeling van functionele achteruitgang van telomeren, mitochondriën en stamcellen tijdens veroudering. Natuur 464, 520-528. (doi:10.1038/nature08982) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

2011 Telomere disfunctie induceert metabole en mitochondriale compromissen. Natuur 470, 359-365. (doi:10.1038/nature09787) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Ahlqvist KJ, Suomalainen A, Hamalainen RH

. 2015 Stamcellen, mitochondriën en veroudering. Biochim. Biofysica. Acta 1847, 1380-1386. (doi:10.1016/j.bbabio.2015.05.014) Crossref, PubMed, Google Scholar

Adams PD, Jasper H, Rudolph KL

. 2015 Door veroudering geïnduceerde stamcelmutaties als aanjagers van ziekte en kanker. Cel Stamcel 16, 601-612. (doi:10.1016/j.stem.2015.05.02) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Sinha M, Jang YC, Oh J, Khong D, Wu EY, Goodyear LJ, Rosner B, Lee RT, Inzet AJ

. 2014 Herstel van systemische GDF11-niveaus keert leeftijdsgerelateerde disfunctie in skeletspieren van muizen om. Wetenschap 344, 649-652. (doi: 10.1126/science.1251152) Crossref, PubMed, Google Scholar

Kau AL, Ahern PP, Griffin NW, Goodman AL, Gordon JI

. 2011 Menselijke voeding, het darmmicrobioom en het immuunsysteem. Natuur 474, 327-336. (doi:10.1038/nature10213) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2015 Metabolisme: ontsteking houdt oude muizen gezond. Natuur 528, 44-46. (doi:10.1038/nature15648) PubMed, Google Scholar

. 1938 Experimentele studies van fysieke fitheid in relatie tot leeftijd. Arbeitsfysiologie 10, 251-323. (doi:10.1007/bf02011412) Google Scholar

. 2009 Maximale aerobe kracht bij uithoudingsvermogen getrainde en zittende mannen en vrouwen, 10-74 jaar. In Wetenschap en technologie voor de mensheid (TIC-STH): 2009 IEEE Toronto Int. Conf., blz. 18-21. Toronto Canada. Google geleerde

. 2014 Mannelijke en vrouwelijke leeftijdsverdeling VO2max–vergelijking met marathon- en ironman-triatlonprestaties in leeftijdsklassen . Med. Wetenschap. Sport Med. 46, 892-893. Google geleerde

. 2003 Uitgenodigde review: dynamische trainingsprestaties bij meestersporters: inzicht in de effecten van primaire menselijke veroudering op fysiologische functionele capaciteit. J. Appl. Fysiol. 95, 2152-2162. (doi: 10.1152/japplphysiol.00320.2003) Crossref, PubMed, Google Scholar

Lang PO, Michel JP, Zekry D

. 2009 Kwetsbaarheidssyndroom: een overgangstoestand in een dynamisch proces. Gerontologie 55, 539-549. (doi: 10.1159/000211949) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Katzmarzyk PT, Church TS, Craig CL, Bouchard C

. 2009 Zittijd en sterfte door alle oorzaken, hart- en vaatziekten en kanker. Med. Wetenschap. Sport Oefening. 41, 998-1005. (doi:10.1249/MSS.0b013e3181930355) Crossref, PubMed, Google Scholar

Televisiekijktijd en -sterfte in 2010: de Australische studie naar diabetes, obesitas en levensstijl (AusDiab). Circulatie 121, 384-391. (doi:10.1161/circulationaha.109.894824) Crossref, PubMed, Google Scholar

Stamatakis E, Hamer M, Dunstan DW

. 2011 Op het scherm gebaseerde entertainmenttijd, sterfte door alle oorzaken en cardiovasculaire gebeurtenissen: populatiegebaseerd onderzoek met voortdurende follow-up van sterfte en ziekenhuisgebeurtenissen. J. Amer. College Cardiool. 57, 292-299. (doi:10.1016/j.jacc.2010.05.065) Crossref, PubMed, Google Scholar

Watson PA, Stein JP, Booth FW

. 1984 Veranderingen in actinesynthese en alfa-actine-mRNA-gehalte in rattenspier tijdens immobilisatie. Amer. J. Fysiol. 247, C39-C44. Crossref, PubMed, Google Scholar

Reijnders CMA, van Essen HW, van Rens BTTM, van Beek JHGM, Ylstra B, Blankenstein MA, Lips P, Bravenboer N

. 2013 Verhoogde expressie van matrix extracellulair fosfoglycoproteïne (MEPE) in corticaal bot van het scheenbeen van de rat na mechanische belasting: identificatie door oligonucleotide-microarray. PLoS ONE 8, e79672. (doi:10.1371/journal.pone.0079672) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2014 Wat maakt Olga rennen? New York, NY: Henry Holt en Co. Google geleerde

van Beek JH, Supandi F, Gavai AK, de Graaf AA, Binsl TW, Hettling H

. 2011 Simulatie van de fysiologie van atleten tijdens duursportevenementen: modellering van menselijke energieconversie en metabolisme. Fil. Trans. R. Soc. EEN 369, 4295-4315. (doi:10.1098/rsta.2011.0166) Link, Google Scholar

. 1984 De energetische paradox van menselijk rennen en mensachtige evolutie. Curr. antropol. 25, 483-495. (doi:10.1086/203165) Crossref, ISI, Google Scholar

. 1865 Introductie à l'étude de la médecine expérimentale . Parijs: J.B. Baillière. Google geleerde

. 1863 Fysiologie médicale de la circulatie van gezongen, basis op de grafiek van bewegingen van coeur en van pouls arteriel avec application aux maladies de l'appareil circulatoire. Parijs: A. Delahaye viii. Google geleerde

Chandra FA, Buzi G, Doyle JC

. 2011 Glycolytische oscillaties en limieten voor robuuste efficiëntie. Wetenschap 333, 187-192. (doi: 10.1126/science.1200705) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Bassingthwaighte JB, Liebovitch LS, West BJ

. 1994 Fractale fysiologie . Oxford, VK: Oxford University Press. Crossref, Google Scholar

Kleiger RE, Miller JP, Bigger JT, Moss AJ

. 1987 Verminderde hartslagvariabiliteit en de associatie met verhoogde mortaliteit na een acuut myocardinfarct. Amer. J. Cardiool. 59, 256–262. (doi:10.1016/0002-9149(87)90795-8) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 1981 De longen als receptorplaatsen voor cardiovasculaire regulatie. Circulatie 63, 1-10. (doi:10.1161/01.CIR.63.1.1) Crossref, PubMed, Google Scholar

Goldberger AL, Rigney DR, Mietus J, Antman EM, Greenwald S

. 1988 Niet-lineaire dynamiek bij plotselinge hartdood: hartslagoscillaties en bifurcaties. Ervaringen 44, 983-987. (doi:10.1007/BF01939894) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2014 Trainingsstatus monitoren met HR-maatregelen: leiden alle wegen naar Rome? Voorkant. Fysiol. 5, 73. (doi:10.3389/fphys.2014.00073) Crossref, PubMed, Google Scholar

Houtkooper RH, Williams RW, Auwerx J

. 2010 Metabole netwerken van een lang leven. Cel 142, 9-14. (doi:10.1016/j.cell.2010.06.029) Crossref, PubMed, Google Scholar

2012 Impact van caloriebeperking op gezondheid en overleving bij resusapen uit de NIA-studie. Natuur 489, 318-321. (doi:10.1038/nature11432) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Colman RJ, Beasley TM, Kemnitz JW, Johnson SC, Weindruch R, Anderson RM

. 2014 Caloriebeperking vermindert leeftijdsgebonden sterfte en sterfte door alle oorzaken bij resusapen. nat. gemeenschappelijk 5, 3557. (doi:10.1038/ncomms4557) Crossref, PubMed, Google Scholar

2015 Een gerandomiseerde, gecontroleerde studie van 2 jaar naar caloriebeperking bij de mens: haalbaarheid en effecten op voorspellers van gezondheidsspanne en levensduur. J. Gerontol. Een Biol. Wetenschap. Med. Wetenschap. 70, 1097-1104. (doi:10.1093/gerona/glv057) Crossref, PubMed, Google Scholar

2015 Wijdverbreide hermodellering van proteoom en aggregatie bij veroudering C. elegans . Cel 161, 919–932. (doi:10.1016/j.cell.2015.03.032) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2011 Nauwkeurige kwantificering van meer dan 4000 muisweefseleiwitten onthult minimale proteoomveranderingen tijdens veroudering. Mol. Cel Proteomics 10, M110004523. (doi:10.1074/mcp.M110.004523) Crossref, PubMed, Google Scholar

Houtkooper RH, Mouchiroud L, Ryu D, Moullan N, Katsyuba E, Knott G, Williams RW, Auwerx J

. 2013 Mitonucleaire eiwitonbalans als een geconserveerd levensduurmechanisme. Natuur 497, 451-457. (doi:10.1038/nature12188) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 1991 Oefeningsgerelateerde veranderingen in eiwitomzet in gestreepte spieren van zoogdieren. J. Exp. Biol. 160, 127-148. PubMed, Google Scholar

2010 Mitochondriale DNA-mutaties induceren mitochondriale disfunctie, apoptose en sarcopenie in skeletspieren van mitochondriale DNA-mutatormuizen. PLoS ONE 5, e11468. (doi:10.1371/journal.pone.0011468) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2015 Mitochondriën: zijn ze causale spelers in cellulaire veroudering? Biochim Biophys Acta 1847, 1373-1379. (doi:10.1016/j.bbabio.2015.05.017) Crossref, PubMed, Google Scholar

Passos JF, Von Zglinicki T

. 2012 Mitochondriale disfunctie en celveroudering - huid diep in veroudering bij zoogdieren. Veroudering 4, 74-75. Crossref, PubMed, Google Scholar

2013 Een door de gemeenschap aangestuurde wereldwijde reconstructie van het menselijk metabolisme. nat. Biotechnologie. 31, 419-425. (doi:10.1038/nbt.2488) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Gavai AK, Supandi F, Hettling H, Murrell P, Leunissen JA, van Beek JH

. 2015 Biogeleiderpakket BiGGR gebruiken voor metabole fluxschatting op basis van genexpressieveranderingen in de hersenen. PLoS ONE 10, e0119016. (doi:10.1371/journal.pone.0119016) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2005 Systeem biologie. Eigenschappen van gereconstrueerde netwerken . Cambridge, VK: Cambridge University Press. Google geleerde

Lying-Tunell U, Lindblad BS, Malmlund HO, Persson B

. 1981 Cerebrale bloedstroom en stofwisseling van zuurstof, glucose, lactaat, pyruvaat, ketonlichamen en aminozuren. Acta Neurol. Scannen. 63, 337-350. (doi:10.1111/j.1600-0404.1981.tb00788.x) Crossref, PubMed, Google Scholar

2010 Grootschalige in silico-modellering van metabole interacties tussen celtypen in het menselijk brein. nat. Biotechnologie. 28, 1279-1285. (doi:10.1038/nbt.1711) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2014 Nieuw en opvallend: onzekerheidskwantificering . Biofysica. J. 107, 2481-2483. (doi:10.1016/j.bpj.2014.10.040) Crossref, PubMed, Google Scholar

Cakir T, Alsan S, Saybasili H, Akin A, Ulgen KO

. 2007 Reconstructie en fluxanalyse van koppeling tussen metabole routes van astrocyten en neuronen: toepassing op cerebrale hypoxie. Theor. Biol. Med. Model 4, 48. (doi:10.1186/1742-4682-4-48) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2013 De evolutie van genoomschaalmodellen van kankermetabolisme. Voorkant. Fysiol. 4, 237.(doi:10.3389/fphys.2013.00237) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2013 Voorspelling van de impact van voeding en enzymopathieën op menselijke epitheelcellen van de dunne darm. Brommen. Mol. Genet. 22, 2705-2722. (doi:10.1093/hmg/ddt119) Crossref, PubMed, Google Scholar

Kriete A, Bosl WJ, Booker G

. 2010 Op regels gebaseerd celsysteemmodel van veroudering met behulp van feedbacklusmotieven gemedieerd door stressreacties. PLoS-computer. Biol. 6, e1000820. (doi:10.1371/journal.pcbi.1000820) Crossref, PubMed, Google Scholar

Conley KE, Jubrias SA, Cress ME, Esselman P

. 2013 Oefening efficiëntie wordt verminderd door mitochondriale ontkoppeling bij ouderen. Exp. Fysiol. 98, 768-777. (doi:10.1113/expphysiol.2012.067314) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Amara CE, Shankland EG, Jubrias SA, Marcinek DJ, Kushmerick MJ, Conley KE

. 2007 Milde mitochondriale ontkoppeling beïnvloedt cellulaire veroudering in menselijke spieren in vivo . Proc. Natl Acad. Wetenschap. VS 104, 1057-1062. (doi:10.1073/pnas.0610131104) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Conley KE, Jubrias SA, Cress ME, Esselman PC

. 2013 Verhoogde energiekoppeling en aerobe capaciteit verbeteren de trainingsprestaties bij ouderen met een duurtraining. Exp. Fysiol. 98, 899-907. (doi:10.1113/expphysiol.2012.069633) Crossref, PubMed, Google Scholar

Conley KE, Jubrias SA, Esselman PC

. 2000 Oxidatieve capaciteit en veroudering in menselijke spieren. J. Fysiol. 526, 203-210. (doi:10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00203.x) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2012 PGC1α en mitochondriaal metabolisme - opkomende concepten en relevantie bij veroudering en neurodegeneratieve aandoeningen. J. Cel Wetenschap. 125, 4963-4971. (doi:10.1242/jcs.113662) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2000 Accumulatie van defecte mitochondriën door vertraagde afbraak van beschadigde organellen en de mogelijke rol ervan bij de veroudering van post-mitotische en delende cellen. J. Theor. Biol. 202, 145-160. (doi:10.1006/jtbi.1999.1046) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2014 Transcriptie zou de sleutel kunnen zijn tot het selectievoordeel van mitochondriale deletiemutanten bij veroudering. Proc. Natl Acad. Wetenschap. VS 111, 2972-2977. (doi:10.1073/pnas.1314970111) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Willems PH, Rossignol R, Dieteren CE, Murphy MP, Koopman WJ

. 2015 Redox-homeostase en mitochondriale dynamiek. Cel Metab. 22, 207-218. (doi:10.1016/j.cmet.2015.06.006) Crossref, PubMed, Google Scholar

2013 Glucoseregulatie van door belasting geïnduceerde mTOR-signalering en ER-stress in het hart van zoogdieren. J. Ben. Hart Assoc. 2, e004796. (doi:10.1161/JAHA.113.004796) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2005 De oxidatieve omgeving en eiwitschade. Biochim. Biofysica. Acta 1703, 93-109. (doi:10.1016/j.bbapap.2004.08.007) Crossref, PubMed, Google Scholar

Benson AP, Grassi B, Rossiter HB

. 2013 Een gevalideerd model van zuurstofopname en circulatoire dynamische interacties bij het begin van inspanning bij mensen. J. Appl. Fysiol. (1985) 115, 743-755. (doi: 10.1152/japplphysiol.00184.2013) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2015 Computermodellering van energieomzet en lichaamstemperatuur bij eliterenners tijdens klimmen. Koud, kouder, Gavia. Steil, steiler, Angliru. J. Wetenschap. Wielersport . 4, 35. Google Scholar

Binsl TW, De Graaf AA, Venema K, Heringa J, Maathuis A, De Waard P, Van Beek JH

. 2010 Meten van niet-steady-state metabole fluxen in zetmeel-converterende fecale microbiota in vitro . Benef. microb. 1, 391-405. (doi:10.3920/BM2010.0038) Crossref, PubMed, Google Scholar

2015 Kwantificering van door voeding geïnduceerde metabole veranderingen van het menselijke darmmicrobioom. Cel Metab. 22, 320-331. (doi:10.1016/j.cmet.2015.07.001) Crossref, PubMed, Google Scholar

2008 Gehyperpolariseerd 13C-lactaat, pyruvaat en alanine: niet-invasieve biomarkers voor detectie en beoordeling van prostaatkanker. Kanker onderzoek. 68, 8607-8615. (doi: 10.1158/0008-5472.CAN-08-0749) Crossref, PubMed, Google Scholar

Weiss K, Bottomley PA, Weiss RG

. 2015 Over de theoretische limieten voor het detecteren van cyclische veranderingen in cardiale hoogenergetische fosfaten en creatinekinasereactiekinetiek met in vivo (3)(1)P MRS . NMR Biomed. 28, 694–705. (doi:10.1002/nbm.3302) Crossref, PubMed, Google Scholar

Binsl TW, Alders DJ, Heringa J, Groeneveld AB, van Beek JH

. 2010 Computationele kwantificering van metabole fluxen van een enkele isotoop-momentopname: toepassing op een dierbiopsie. Bio-informatica 26, 653-660. (doi:10.1093/bioinformatics/btq018) Crossref, PubMed, Google Scholar

van Beek JH, van Mil HGJ, King RB, de Kanter FJ, Alders DJ, Bussemaker J

. 1999 Een 13C NMR-methode voor dubbele labeling om de lokale myocardiale O2-consumptie te kwantificeren met behulp van ingevroren weefselmonsters. Amer. J. Fysiol. Hart kring. Fysiol. 277, 1630-1640. Crossref, Google Scholar

Alders DJ, Groeneveld AB, Binsl TW, van Beek JH

. 2015 Geleidelijk heterogene mismatch tussen regionale zuurstoftoevoer en consumptie tijdens graduele coronaire stenose in de linkerventrikel van het varken. Ben. J. Fysiol. Hart Circ. Fysiol. 309, H1708–H1719. (doi: 10.1152/ajpheart.00657.2014) Crossref, PubMed, Google Scholar

Hettling H, Alders DJ, Heringa J, Binsl TW, Groeneveld AB, Van Beek JH

. 2013 Computationele schatting van tricarbonzuurcyclusfluxen met behulp van NMR-gegevens met ruis van hartbiopten. BMC Syst. Biol. 7, 1-12. (doi:10.1186/1752-0509-7-82) Crossref, PubMed, Google Scholar

Hyder F, Fulbright RK, Shulman RG, Rothman DL

. 2013 Glutamaterge functie in de rustende, wakkere menselijke hersenen wordt ondersteund door uniform hoge oxidatieve energie. J. Cereb. Bloedstroom Metab. 33, 339-347. (doi:10.1038/jcbfm.2012.207) Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2012 Een theorie van biologische relativiteit: geen bevoorrecht niveau van oorzakelijk verband. Interface-focus 2, 55-64. (doi:10.1098/rsfs.2011.0067) Link, ISI, Google Scholar

Bassingthwaighte J, Hunter P, Noble D

. 2009 The Cardiac Physiome: perspectieven voor de toekomst. Exp. Fysiol. 94, 597-605. (doi:10.1113/expphysiol.2008.044099) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2001 Calorierestrictie verbetert de expressie van belangrijke metabole enzymen die geassocieerd zijn met eiwitvernieuwing tijdens het ouder worden. Ann. NY Acad. Wetenschap. 928, 296-304. (doi:10.1111/j.1749-6632.2001.tb05659.x) Crossref, PubMed, Google Scholar


Bekijk de video: Wat is een goede bloedsuikerwaarde? (December 2021).