对于阿尔茨海默病遗传风险较高的人群，生酮饮食可能有助于改善大脑健康。
最新研究表明，高脂肪、低碳水化合物的生酮饮食可能通过重新平衡肠道细菌和恢复大脑能量代谢，保护遗传上易患阿尔茨海默病人群的大脑免受早期疾病变化的影响。
携带APOE4基因变体的人群患阿尔茨海默病的遗传风险最高。在症状出现前很久，APOE4基因携带者就表现出大脑葡萄糖代谢受损、肠道微生物组组成变化以及更高的氧化应激或细胞"生锈"现象。
由密苏里大学研究人员领导的新研究考察了生酮饮食是否能改善年轻"高风险"APOE4小鼠的大脑代谢和肠道健康。这种饮食将身体的能量来源从葡萄糖转变为酮体。
"当我们摄入碳水化合物时，大脑会将葡萄糖转化为大脑燃料，但携带APOE4基因的人群——尤其是女性——难以将葡萄糖转化为大脑能量，这可能导致认知能力下降，"该研究的主要作者、密苏里大学博士生Kira Ivanich表示。"通过转向生酮饮食，身体会产生酮体并将其用作替代能源。这可能通过保护脑细胞健康来降低患阿尔茨海默病的风险。"
研究人员选取了59只经过基因改造的雄性和雌性小鼠，这些小鼠分别表达了APOE3（中性风险）或APOE4（高风险）人类基因变体。小鼠从12周龄开始，被喂食对照饮食或生酮饮食，持续16周。研究人员随后使用宏基因组测序来测量肠道微生物组组成和多样性的变化，并使用靶向脑代谢组学来量化与能量产生、神经递质和氧化平衡相关的数百种脑代谢物。统计相关性被用来探索特定肠道微生物与大脑化学变化之间的关系。所用生酮饮食包含75%的脂肪、8.6%的蛋白质和超过3%的碳水化合物。
正常饮食的APOE4雌性小鼠肠道细菌多样性降低，这是肠道健康不良的标志。在生酮饮食16周后，多样性得到恢复。生酮饮食与增加有益的乳酸杆菌细菌和减少潜在有害细菌（如肠拟杆菌）相关联。这些乳酸杆菌种类与健康脑代谢物水平较高相关，而肠拟杆菌则与较低水平相关。
对照饮食的APOE4小鼠关键脑代谢物水平较低，包括三羧酸循环中间产物（对线粒体能量产生至关重要）、神经递质如谷氨酸、GABA和多巴胺，以及抗氧化剂。生酮饮食恢复了这些不足，特别是在APOE4雌性小鼠中，将大多数代谢物水平恢复正常至APOE3水平。
APOE4雌性小鼠对生酮饮食表现出最强的积极反应。雄性小鼠和APOE3小鼠也显示出肠道微生物组变化，但大脑代谢改善较少。这表明APOE4携带者存在性别特异性的代谢脆弱性，女性从生酮饮食等干预措施中获益更大。
该研究存在一些局限性。最明显的是使用了小鼠，因此结果尚不能直接应用于人类。脑代谢物是相对测量的，而非绝对浓度。这是一项相关性研究，显示了饮食、微生物和大脑化学之间的关联，但并未证明因果关系。此外，该研究没有测试行为或认知，因此我们不知道代谢改善是否能转化为更好的记忆或功能。
尽管如此，研究结果突显了营养对健康的影响，并强调了个性化医学的重要性。
"与其期望一种解决方案适用于所有人，不如考虑多种因素，包括某人的基因型、肠道微生物组、性别和年龄，"密苏里大学医学院教授、该研究通讯作者林爱玲表示。"由于阿尔茨海默病的症状一旦开始往往不可逆转，通常在65岁后出现，因此考虑保护大脑健康的时间应该远在此之前，希望我们的研究能通过早期干预为许多人带来希望。"
该研究发表在《神经化学杂志》上。
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