(Foto oleh Andrey_popov di Shutterstock)
Pendeknya
- Diet tinggi lemak dapat mengganggu ingatan dan meningkatkan kecemasan pada otak yang lebih tua setelah hanya tiga hari-panjang sebelum perubahan gula darah, insulin, atau berat badan terjadi.
- Otak muda menunjukkan ketahanan yang luar biasa terhadap perubahan diet jangka pendek, sementara otak yang menua tampak rentan terhadap lemak makanan.
- Peradangan otak mendahului peradangan perifer setelah konsumsi lemak tinggi, menunjukkan efek makanan pada otak lebih langsung daripada konsekuensi dari obesitas atau sindrom metabolik.
Columbus, Ohio – Tiga hari. Hanya itu yang diperlukan untuk diet tinggi lemak untuk mulai merusak otak yang menua, sebuah studi baru yang mengejutkan pada tikus menunjukkan. Sementara kebijaksanaan konvensional telah lama berpendapat bahwa penurunan kognitif dari diet yang buruk membutuhkan waktu berbulan -bulan atau bertahun -tahun makan yang tidak sehat, para peneliti di Universitas Negeri Ohio menunjukkan bahwa peradangan otak dan gangguan memori berpotensi terjadi segera pada individu yang lebih tua.
Meskipun penelitian ini dilakukan pada tikus, para ilmuwan percaya hasilnya juga berlaku untuk manusia. Temuan, diterbitkan di Kekebalan & penuaanbertentangan dengan keyakinan lama bahwa penurunan kognitif dari diet yang buruk hanya terjadi setelah makan yang tidak sehat dan penambahan berat badan berikutnya.
Para peneliti di Ohio State University menemukan bahwa tikus tua memberi makan diet tinggi lemak hanya selama tiga hari menunjukkan masalah memori yang signifikan dan peningkatan perilaku seperti kecemasan. Sementara itu, tikus muda yang makan diet yang sama mempertahankan fungsi otak normal. Yang paling mengejutkan, perubahan kognitif ini terjadi sebelum perubahan glukosa darah yang terdeteksi, kadar insulin, atau peradangan pada jaringan tubuh lain – keunggulan khas dari makan tidak sehat yang menurut para ilmuwan sebelumnya mendahului efek otak.
Bagaimana makanan berlemak dengan cepat menyerang otak
Selama bertahun-tahun, para ahli nutrisi telah berfokus pada konsekuensi jangka panjang dari diet yang buruk, memperingatkan bahwa obesitas, diabetes, dan masalah kognitif terkait berkembang secara bertahap selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun. Studi ini membalik garis waktu itu di kepalanya, mengungkapkan bahwa untuk otak yang lebih tua, kerusakan dimulai dalam beberapa hari.
Para peneliti membandingkan fungsi otak, perilaku, dan perubahan tubuh pada tikus dewasa muda (3-5 bulan) dan tikus tua (22-24 bulan) setelah memberi mereka makan tikus biasa atau diet tinggi lemak. Diet tinggi lemak mengandung 60,3% kalori dari lemak-yang dapat dibandingkan untuk secara konsisten makan makanan cepat saji atau makanan yang sangat olahan dengan sedikit keseimbangan nutrisi.
Beberapa tikus mengonsumsi diet ini hanya selama tiga hari, sementara yang lain berlanjut selama tiga bulan, memungkinkan para peneliti untuk membandingkan efek langsung dan jangka panjang.
Tikus yang sudah tua memberi makan diet tinggi lemak untuk durasi kedua yang dilakukan secara signifikan lebih buruk pada tes memori daripada rekan-rekan chow-fed mereka. Mereka juga menunjukkan peningkatan perilaku kecemasan, menghabiskan lebih sedikit waktu menjelajahi ruang terbuka dan membekukan lebih sering di lingkungan baru. Tikus muda, bagaimanapun, tidak menunjukkan gangguan seperti itu terlepas dari diet.
Ketika para peneliti memeriksa jaringan otak, mereka menemukan peningkatan peradangan di daerah otak utama – hippocampus dan amigdala – bertanggung jawab untuk memori dan regulasi emosional. Peradangan ini muncul setelah hanya tiga hari pada tikus tua dan bertahan selama periode studi tiga bulan.
Mungkin yang paling luar biasa adalah ketidakcocokan waktu: setelah tiga hari menjalani diet tinggi lemak, tidak ada perubahan yang terdeteksi dalam glukosa darah, insulin, atau peradangan pada jaringan lemak atau usus pada kelompok usia mana pun. Efek periferal ini hanya muncul setelah tiga bulan konsumsi tinggi lemak.
Usia membuat perbedaan
Di luar temuan langsung, penelitian ini mengungkapkan perbedaan terkait usia yang menarik dalam bagaimana tubuh merespons tantangan makanan. Tikus muda tampaknya melakukan respons inflamasi yang seimbang terhadap diet tinggi lemak, meningkatkan sinyal proinflamasi dan anti-inflamasi. Respons yang seimbang ini kemungkinan membantu melindungi fungsi otak mereka meskipun ada tantangan diet.
Tikus yang sudah tua, bagaimanapun, menunjukkan profil yang lebih disregulasi, menunjukkan sistem kekebalan tubuh mereka telah kehilangan kemampuan untuk mengatur diri sendiri dengan baik. Ini selaras dengan kecenderungan untuk badan penuaan untuk mengembangkan peradangan kronis, tingkat rendah yang tidak sembuh dengan benar.
Mikrobioma usus – bakteri yang tinggal di usus kita – juga menunjukkan perubahan yang menarik. Setelah tiga bulan menjalani diet tinggi lemak, spesies bakteri tertentu meningkat secara dramatis, tetapi hanya pada tikus yang sudah tua. Bahkan setelah hanya tiga hari, para peneliti mendeteksi koneksi antara bakteri usus spesifik dan penanda peradangan otak. Ini mengisyaratkan bahwa bakteri usus mungkin bertindak sebagai mediator awal antara diet dan kesehatan otak.
Apa artinya ini bagi orang dewasa yang lebih tua
Untuk individu yang sudah tua, temuan ini menuntut pertimbangan ulang indulgensi berkala, atau bahkan “makanan curang” yang mulia yang dinikmati banyak diet atau tikus olahraga. Apa yang mungkin menjadi penyimpangan yang tidak berbahaya bagi orang yang lebih muda berpotensi memicu peradangan otak yang lebih signifikan dan efek kognitif pada orang dewasa yang lebih tua.
Ini tidak berarti orang dewasa yang lebih tua tidak pernah dapat menikmati suguhan favorit mereka. Studi ini menggunakan diet di mana 60,3% kalori berasal dari lemak, yang jauh lebih tinggi daripada diet manusia “tidak sehat” yang khas. Namun, ini menunjukkan bahwa perlindungan yang konsisten terhadap fungsi otak mungkin memerlukan lebih banyak pola makan sehat yang lebih waspada untuk orang dewasa yang lebih tua daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Temuan ini mungkin juga menjelaskan mengapa beberapa penelitian telah menemukan hubungan antara diet Barat dan penurunan kognitif terlepas dari obesitas atau sindrom metabolik. Jika otak merespons langsung terhadap komposisi diet daripada menunggu obesitas berkembang, ini dapat menjelaskan efek kognitif yang muncul di hadapan fisik.
Bagi para ilmuwan, hasil ini membuka jalan penelitian baru. Jika peradangan otak terjadi begitu cepat, perawatan yang menargetkan peradangan ini mungkin perlu dipertimbangkan bersamaan dengan pendekatan tradisional untuk kesehatan metabolisme. Demikian pula, mendukung bakteri usus pelindung mungkin menawarkan strategi untuk melindungi otak yang menua dari tantangan diet.
Bagi kita semua, terutama mereka yang berusia pertengahan atau lebih, takeaway jelas namun dapat ditindaklanjuti: kesehatan otak lebih cepat merespons pilihan diet daripada yang diperkirakan sebelumnya. Sementara indulgensi sesekali kemungkinan tidak akan menyebabkan kerusakan yang bertahan lama, melindungi fungsi otak mungkin memerlukan pola makan sehat yang lebih konsisten daripada yang sebelumnya dihargai.
Ringkasan Kertas
Metodologi
Para peneliti membandingkan tikus dewasa muda (3-5 bulan) dan tikus tua (22-24 bulan) menggunakan strain khusus yang dikenal untuk tetap sehat hingga usia tua. Mereka secara acak menugaskan tikus-tikus ini untuk chow tikus biasa (17% kalori dari lemak) atau diet tinggi lemak (60,3% kalori dari lemak). Beberapa tikus makan diet tinggi lemak hanya selama tiga hari sementara yang lain berlanjut selama tiga bulan. Untuk menguji memori, para peneliti menggunakan tes di mana tikus belajar mengaitkan lingkungan tertentu dengan kejutan kaki ringan. Untuk mengukur perilaku seperti kecemasan, mereka mengamati bagaimana tikus menjelajahi lapangan terbuka, mencatat berapa banyak waktu yang mereka habiskan di tengah versus tepi. Mereka juga mengukur penanda peradangan di daerah otak, jaringan usus, dan jaringan lemak, memeriksa gula darah dan kadar insulin, dan menganalisis bakteri usus.
Hasil
Hasilnya melukis gambaran yang jelas tentang kerentanan yang bergantung pada usia terhadap efek diet tinggi lemak. Dalam percobaan jangka pendek dan jangka panjang, tikus tua yang diberi makan diet tinggi lemak menunjukkan gangguan memori yang signifikan dalam tes pengkondisian ketakutan kontekstual dan isyarat, sementara tikus muda mempertahankan fungsi memori normal terlepas dari diet. Demikian pula, tikus tua pada diet tinggi lemak menunjukkan peningkatan perilaku seperti kecemasan, menghabiskan lebih sedikit waktu di tengah lapangan terbuka dan menunjukkan perilaku yang lebih membeku daripada rekan-rekan mereka yang diberi makan chow. Pengukuran peradangan otak menunjukkan bahwa diet tinggi lemak menyebabkan disregulasi yang signifikan dari protein inflamasi di kedua hippocampus dan amigdala tikus tua, dengan beberapa efek muncul setelah hanya tiga hari dan bertahan melalui titik waktu tiga bulan. Hebatnya, setelah hanya tiga hari dalam diet tinggi lemak, tidak ada perubahan yang terdeteksi dalam glukosa darah, insulin, atau peradangan pada jaringan lemak atau usus pada kedua kelompok usia. Efek perifer ini hanya muncul setelah tiga bulan konsumsi diet tinggi lemak. Microbiome usus juga menunjukkan pola yang berbeda: sementara kedua kelompok umur mengalami beberapa pergeseran mikrobioma cepat setelah tiga hari, perubahan spesifik usia yang paling dramatis terjadi setelah tiga bulan, dengan spesies bakteri tertentu seperti torsi ruminococcus meningkat secara dramatis hanya pada tikus usia pada diet tinggi lemak jangka panjang.
Batasan
Studi ini, walaupun komprehensif, memiliki beberapa keterbatasan yang perlu dicatat. Pertama, hanya menggunakan tikus jantan, karena para peneliti secara eksplisit menyatakan bahwa tikus betina dari strain ini tidak tersedia secara konsisten pada saat penelitian. Para penulis mengakui keterbatasan ini dan mencatat bahwa temuan mereka pada laki -laki tidak boleh digeneralisasi untuk wanita. Diet eksperimental, sementara dirancang untuk memodelkan diet tinggi lemak bergaya Barat, tentu saja melibatkan perubahan pada makronutrien lainnya, sehingga tidak mungkin untuk mengaitkan efek yang diamati secara eksklusif dengan kadar lemak. Selain itu, sementara tikus adalah model yang sudah mapan untuk mempelajari diet, penuaan, dan kognisi, umur mereka yang lebih pendek dan metabolisme yang berbeda berarti paralel manusia harus ditarik dengan hati-hati. Para peneliti juga menggunakan kandungan lemak yang relatif tinggi (60,3% kalori) dibandingkan dengan diet manusia yang tidak sehat yang khas, yang mungkin memperkuat efek di luar apa yang akan dilihat dengan konsumsi lemak tinggi yang lebih moderat. Akhirnya, penelitian ini tidak dapat sepenuhnya mengeksplorasi mekanisme yang menghubungkan diet dengan peradangan saraf atau menentukan apakah efek kognitif yang cepat dapat dibalik dengan perubahan diet.
Diskusi dan takeaways
Temuan penelitian ini menantang pemahaman konvensional tentang bagaimana diet mempengaruhi kesehatan otak, terutama dalam penuaan. Penemuan bahwa peradangan otak dan gangguan kognitif mendahului sindrom metabolik menunjukkan jalur yang lebih langsung antara lemak makanan dan peradangan saraf daripada yang sebelumnya dihargai, terutama pada subjek yang lebih tua. Kerentanan yang bergantung pada usia yang diamati menimbulkan pertanyaan penting tentang mekanisme perlindungan yang dapat menurun seiring bertambahnya usia. Tikus muda tampaknya memasang respons inflamasi yang seimbang, meningkatkan sinyal pro dan anti-inflamasi, sedangkan tikus tua menunjukkan profil yang lebih disregulasi. Ini menunjukkan bahwa penuaan dapat mengganggu kemampuan otak untuk mengatur respons peradangannya dengan benar terhadap tantangan diet. Temuan mikrobioma usus juga mengisyaratkan koneksi mekanistik potensial, dengan populasi bakteri spesifik menunjukkan korelasi dengan peradangan otak. Hasil ini menunjukkan target intervensi potensial, menunjukkan bahwa terapi yang bertujuan mengurangi peradangan saraf atau mendukung bakteri usus pelindung dapat membantu mengurangi efek diet pada fungsi otak. Untuk kesehatan masyarakat, kecepatan efek kognitif ini menunjukkan bahwa pedoman diet mungkin perlu menekankan pola makan sehat yang lebih konsisten untuk orang dewasa yang lebih tua, daripada hanya berfokus pada manajemen berat badan jangka panjang.
Pendanaan dan pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh hibah dari National Institute on Aging (RF1AG028271 dan R03AG067061) kepada Dr. Ruth Barrientos, penulis senior penelitian ini. Para penulis menyatakan tidak ada kepentingan yang bersaing, menunjukkan tidak ada hubungan finansial atau pribadi yang dapat memengaruhi desain, eksekusi, atau pelaporan penelitian.
Informasi publikasi
Studi yang berjudul “Gangguan Memori yang Berhubungan Obesitas dan Peradangan Saraf mendahului gangguan perifer yang meluas pada tikus tua” diterbitkan pada Januari 2025 di jurnal Kekebalan & penuaan (Volume 22, Edisi 2). Penulis pertama makalah ini adalah Michael J. Butler dan Stephanie M. Muscat, dengan Ruth M. Barrientos sebagai penulis yang sesuai. Penelitian ini dilakukan secara kolaboratif oleh peneliti dari Institute for Behavioral Medicine Research di Ohio State University dan Departemen Kesehatan dan Kinesiologi di University of Illinois di Urbana-Champaign.
