加工食品抑制大脑恐惧中心

摘要： 仅需三天的不良饮食就可能损害衰老大脑。一项新研究揭示，膳食纤维缺乏是导致老年人记忆障碍和炎症的主要原因。

研究发现，精加工饮食——无论脂肪或糖含量如何——都会专门针对大脑的情绪记忆中心——杏仁核。当缺乏纤维时，肠道产生的丁酸盐减少，而丁酸盐是一种保护大脑免受炎症的关键分子。这种生物机制的破坏使老年大脑难以从不良经历中学习，可能增加金融诈骗和身体伤害的风险。

关键事实

三天窗口期： 缺乏纤维的精加工饮食可在短短72小时内损害情绪记忆。
杏仁核的脆弱性： 与主要受高脂饮食影响的海马体不同，杏仁核对任何缺乏纤维的精加工饮食都异常敏感。
丁酸盐联系： 肠道中的纤维分解产生丁酸盐，这是一种能穿过血脑屏障的抗炎分子。低纤维导致低丁酸盐和无法控制的大脑炎症。
线粒体衰竭： 在衰老大脑中，小胶质细胞（免疫细胞）内的线粒体无法适应精加工饮食，导致细胞呼吸功能下降和记忆丧失。
金融风险： 因为杏仁核帮助将风险行为与不良后果联系起来，饮食引起的损伤可能使老年人更容易受到诈骗和剥削。

来源： 俄亥俄州立大学(Ohio State University)

过去在动物身上的研究表明，高度加工的饮食与衰老大脑中的记忆问题和炎症有关——而且这种影响发生得很快，仅需三天的不良饮食。

一项新研究表明，另一个饮食陷阱可能在同样短的时间内对老年人产生类似的破坏性影响：缺乏纤维。

这项在大鼠身上进行的研究也指出，杏仁核——这个控制情绪记忆（特别是与不良经历相关）的小结构——是特别容易受到高度加工饮食影响的大脑区域。

缺乏膳食纤维会导致丁酸盐迅速下降，使杏仁核容易受到炎症影响，并损害在危险情况下导航所需的情绪记忆。俄亥俄州立大学脑、行为与免疫学研究所研究员Ruth Barrientos博士表示："杏仁核对于学习恐惧事物与不良后果之间的关联非常重要。我们发现，所有精加工饮食，无论是高脂、高糖、低脂还是低糖，都不重要。它们都损害了由杏仁核控制的记忆。"

"当我们寻找这些饮食中的共同点时，很明显的一点是它们都缺乏纤维。"

Barrientos还表示，无法学习行为与其结果之间的关联，特别是当这种行为危险或有风险时，可能会增加身体或财务伤害的风险，她也是俄亥俄州立大学医学院精神病学、行为健康和神经科学的副教授。

她说："杏仁核在那种意识和学习中发挥作用。它对精加工饮食的脆弱性因此令人担忧，因为老年人面临更高的金融剥削和诈骗风险。"

这项研究最近发表在《大脑、行为与免疫》(Brain, Behavior, and Immunity)杂志上。

Barrientos多年来一直在研究高脂和高度加工饮食对衰老大脑的影响，观察到在杏仁核和海马体（对空间、自传体和情景记忆很重要）中都出现了行为结果和相关的炎症迹象。

在这项工作中，她和同事们专注于梳理饮食成分，以确定脂肪、糖分或其他因素与大鼠认知障碍的联系最强。

年轻和年老大鼠被喂食正常饲料或五种实验饮食中的一种，为期三天：低脂低糖；低脂高糖；中脂低糖；中脂高糖；或高脂低糖。

行为测试显示，与食用相同饮食的年轻大鼠相比，食用所有精加工饮食的老年大鼠（无论脂肪或糖分水平如何）在基于杏仁核的长期情绪记忆方面受损。相比之下，与海马体相关的记忆行为仅受高脂低糖饮食的负面影响。

然后是无纤维因素。所有实验饮食都缺乏纤维，对大鼠肠道和血液的检查显示，一种关键分子——丁酸盐——显著减少，丁酸盐是在肠道微生物分解膳食纤维时在肠道产生并在血液中循环的。

Barrientos表示，其他实验室的先前研究表明，丁酸盐具有抗炎作用，可以穿过血脑屏障，这意味着由缺乏膳食纤维引起的丁酸盐缺乏可能与大脑中无法控制的炎症有关。

俄亥俄州立大学生理学和细胞生物学助理教授、共同首席作者Kedryn Baskin表示："我们的研究真正揭示的是饮食的复杂性，以及它如何影响如此多不同的事物，甚至是大脑。没有灵丹妙药，但在这种情况下，缺乏纤维导致的低丁酸盐是罪魁祸首。"

在细胞水平上，研究人员在小胶质细胞的线粒体中发现了最令人信服的精加工饮食相关损伤证据，小胶质细胞是具有多种对记忆功能重要的功能的细胞。当暴露于细胞培养物中的实验能量需求时，年轻大脑中的线粒体能够适应变化，但衰老脑细胞中的这些能量中心无法应对挑战。

Baskin说："线粒体仍在工作，但它们显示出呼吸功能下降，并且在衰老个体中的工作速率比年轻个体低得多。"

尽管精加工饮食导致了一些体重增加，但Barrientos表示，这些发现打破了高度加工饮食引起的肥胖是认知障碍主要驱动因素的观念。

她说："食用某些东西后对大脑的影响相当迅速。你可以在达到肥胖之前就经历这种不健康的认知功能障碍。"

虽然她和Baskin表示数据暗示增加饮食中的纤维可能对大脑有益，但研究团队计划研究在动物中补充纤维或丁酸盐是否可以逆转不良饮食后随之而来的与年龄相关的认知问题。

资金支持： 这项工作得到了国家老龄化研究所、国家转化科学促进中心、俄亥俄州立大学健康食品研究计划和国家心肺血液研究所的支持。

其他合著者包括俄亥俄州立大学的Michael Butler、Jade Blackwell、Andrew Sanchez、Hannah Sanders、Dominic Kolonay、Jeferson Jantsch、Stephanie Muscat、Sabrina Mackey-Alfonso和Bryan Alvarez；以及伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Maria Elisa Caetano-Silva、Akriti Shrestha、Casey Kin Yun Lim、Robert McCusker和Jacob Allen。

常见问题解答：

问：我吃高脂但低糖；我安全吗？

答：不一定。研究发现，如果饮食缺乏纤维，无论脂肪或糖含量高低，杏仁核都会受损。纤维是保护你情绪记忆的共同线索。

问：缺乏纤维如何导致受骗？

答：杏仁核负责"恐惧学习"——识别某种情况可能有不良后果。当炎症损害该区域时，你的大脑难以标记风险或可疑行为，比如可疑的电话或"好得令人难以置信"的金融报价。

问：我可以通过服用纤维补充剂来解决这个问题吗？

答：虽然研究人员目前正在研究补充剂是否能逆转损伤，但最好的防御是全食物、高纤维饮食。目标是保持肠道产生丁酸盐，丁酸盐充当你脑细胞的天然保护盾。

编辑备注：

本文由神经科学研究新闻(Neuroscience News)编辑编辑。
期刊论文已全面审阅。
工作人员添加了额外背景。

作者： Emily Caldwell

来源： 俄亥俄州立大学(Ohio State University)

联系方式： Emily Caldwell – 俄亥俄州立大学(Ohio State University)

图片： 图片归功于神经科学研究新闻(Neuroscience News)

原始研究： 开放获取。

"衰老杏仁核对精加工饮食的独特敏感性，与脂肪或糖含量无关：一种特定于脑区和细胞类型的分析"，作者Michael J. Butler, Jade A. Blackwell, Andrew A. Sanchez, Hannah F. Sanders, Dominic W. Kolonay, Jeferson Jantsch, Stephanie M. Muscat, Maria Elisa Caetano-Silva, Akriti Shrestha, Casey Kin Yun Lim, Sabrina E. Mackey-Alfonso, Bryan D. Alvarez, Robert H. McCusker, Jacob M. Allen, Kedryn K. Baskin, and Ruth M. Barrientos。大脑、行为与免疫(Brain, Behavior, and Immunity)

摘要

衰老杏仁核对精加工饮食的独特敏感性，与脂肪或糖含量无关：一种特定于脑区和细胞类型的分析

西式饮食，富含饱和脂肪和精制碳水化合物，低膳食纤维，与认知能力下降密切相关，特别是在衰老过程中。然而，这些影响背后的特定宏量营养素贡献和机制仍不清楚。

本研究调查了短期暴露于脂肪和糖含量不同的精加工成分饮食(RDs)如何影响年轻成年和年老大鼠的记忆、线粒体功能和代谢信号传导。

一个关键发现是，无论脂肪或糖含量如何，在所有RDs中，年老大鼠的杏仁核依赖记忆普遍受损，这表明衰老杏仁核对精加工饮食成分具有独特的脆弱性。相比之下，海马体依赖记忆障碍仅在食用高脂低糖RDs的年老大鼠中观察到。

功能性线粒体测定显示，在从年老大鼠中分离的杏仁核和海马体线粒体中，RDs显著降低了氧气消耗。细胞类型特异性分析确定年老小胶质细胞特别容易受到伤害，显示出线粒体呼吸的广泛抑制和有限的代谢灵活性。

星形胶质细胞和突触线粒体表现出更多与区域和年龄相关的特定效应。所有RDs都缺乏膳食纤维，与先前的发现一致，丁酸盐（一种微生物衍生的短链脂肪酸）在肠道和循环中迅速且显著地耗尽，尤其是在年老动物中。

蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析确定了饮食引起的线粒体蛋白和突触信号通路的破坏，包括复合物I亚基和谷氨酸受体信号。

总之，这些发现表明，衰老杏仁核对精加工饮食暴露特别敏感，并突出了可能构成饮食引起认知能力下降基础的微生物、代谢和炎症通路。

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