亮点
• 大脑衰老是整个生命周期中发生的复杂生物变化的结果。
• 生活方式实践、饮食、体育锻炼、睡眠质量和认知活动可以最小化衰老对大脑的影响。
• 本综述描述了随着年龄增长大脑的生化和生理变化,以及代谢失调的各个方面,还有肠-脑轴和类淋巴系统的作用。
• 营养素(脂质、葡萄糖、维生素和蛋白质)、膳食因素(类黄酮)和饮食实践可以减轻衰老对大脑的负面影响。
• 改善大脑健康的关键生活方式因素包括运动、脑源性神经营养因子、运动因子和内源性大麻素。
摘要
支持长期认知健康和增强对神经退行性疾病抵抗力的饮食策略在衰老过程中至关重要。大脑衰老是整个生命周期中发生的复杂生物变化的结果。衰老过程涉及代谢和生理功能的下降,以及解剖结构的变化。然而,我们的生活方式实践,包括饮食和营养摄入、体育锻炼、睡眠质量和认知活动,可以帮助最小化衰老对大脑的影响。此外,神经退行性疾病通常对大脑神经元产生有害影响,表现为逐渐损伤,导致认知功能受损和身体运动能力下降。本综述描述了随着年龄增长大脑发生的生化和生理变化。我们介绍了多种营养素(脂质、葡萄糖、维生素和蛋白质)、膳食因素(类黄酮)和饮食实践,这些都有益于减轻衰老对大脑的负面影响。此外,文章还描述了大脑衰老中宏量营养素代谢失调的多个方面。对改善大脑健康和减少或延缓大脑衰老负面影响至关重要的生活方式因素是体育锻炼和睡眠。本文阐述了脑源性神经营养因子、运动因子和内源性大麻素的重要性。本文简要概述了衰老大脑、营养在大脑健康中的作用、营养在大脑衰老过程中的重要性,以及体育锻炼对大脑可塑性和健康的系统性作用。我们的新颖且全面的方法引用了关于营养与衰老大脑主题的原始研究、临床研究和重要综述。
章节摘要
大脑衰老、神经退行和营养概述
我们生活在一个科学和医学进步的时代,这些进步促进了更健康的生活和延长寿命。目前发达国家的预期寿命在79至85岁之间,发展中国家为61-75岁,比50年前的平均预期寿命增加了15年。然而,随着我们寿命的延长,我们更容易受到大脑衰老后果的影响。衰老与心血管代谢疾病患病率增加相关。
关注营养作为重要可修改因素的理由
尽管身体和大脑的衰老是不可避免的,但神经退行性疾病的发展并不是标准衰老过程的特征。许多神经退行的风险和保护因素存在,但最明确的预测因素是年龄本身。按时间计算的年龄是神经退行性疾病(如痴呆症)的不可修改风险因素,还包括性别、种族和遗传倾向。
衰老过程中大脑可塑性的变化及营养的潜在支持
人脑在整个生命阶段都保持通过一种称为可塑性的过程改变和适应的能力,而不是经历固定的退化。神经发育通过过度生长、精细化、稳定和重组发生,突触发生导致突触修剪,受脑源性神经营养因子(BDNF)、PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路的调控。
运动与大脑
体育锻炼和维持身体的适当营养对终身健康至关重要。均衡的饮食和足够的热量摄入支持最佳代谢和生理功能。中间代谢和细胞生物化学在肌肉、肠道、脂肪、肝脏和大脑之间的器官间交换中整合。运动因子(包括代谢和生理的)包括在运动过程中大脑与其他器官和组织之间的器官间通讯中的代谢物、激素和细胞因子。
大脑健康的饮食和营养素
宏量营养素碳水化合物、蛋白质和脂肪对大脑至关重要。世界卫生组织建议平衡宏量营养素,为大脑提供葡萄糖、必需氨基酸和脂肪酸。图4说明了宏量营养素对健康大脑衰老的贡献。然而,许多人没有摄入足够的营养,这可能对老年人的健康衰老有害。
大脑健康的饮食和健康饮食模式
饮食模式对健康的大脑衰老有强大影响。建议提高饮食质量以减少认知能力下降的全球负担。如图5所示,饮食模式对促进衰老和大脑健康非常有价值。
器官间通讯对大脑的重要性
通讯指的是通过"器官因子"进行的内源性、双向器官间信号传导。器官因子传统上由细胞因子等旁分泌或内分泌信号分子组成,这些分子来自免疫细胞和脂肪组织的脂肪因子。完整的通讯对促进代谢健康以及外周代谢与大脑健康、认知和衰老之间的联系至关重要。
肠道微生物组与大脑衰老/神经退行
肠道微生物组通过复杂且整合的途径与中枢神经系统(CNS)进行通讯,统称为微生物组-肠道-大脑轴(MGBA)。主要途径之一是通过神经信号传导,由肠神经系统(ENS)传入神经元的激活和沿迷走神经的信号转导促进,建立双向连接。源自饮食的肠道微生物...
睡眠模式与类淋巴系统:深度睡眠期间Aβ清除的新兴作用
类淋巴途径通过将脑脊液(CSF)沿动脉泵入间质空间并经静脉移除代谢产物来清除大脑废物。这一过程依赖于水通道蛋白-4(AQP4)通道。AQP4通道在星形胶质细胞末端高度表达,在通过类淋巴系统清除大脑废物中起关键作用。AQP4支持CSF-间质液(ISF)交换并促进Aβ清除。
结论和未来方向
本文全面综述了营养和饮食对衰老大脑的益处的证据。然而,在理解营养对成人衰老大脑的机制和应用方面仍存在重大差距。尽管来自动物模型的大量研究和人类研究较少的新兴研究表明,营养素可以改善认知功能、可塑性和能量代谢。
作者贡献
概念化: BAW;初稿撰写: BAW, ACS;审阅和编辑: BAW, ACS, SG, MH, ZFH, ME, JJL;所有作者均已阅读并同意已发表版本的手稿。
资金
本文的研究和准备未获得资金支持。
关于生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明
作者声明在本文创作过程中未使用生成式AI。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。本文内容完全是作者的责任。
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