一项针对啮齿动物的新研究表明，高脂饮食与高糖饮食均会导致肥胖和记忆丧失，但可能通过不同的生物途径损害大脑。研究人员发现，仅长期摄入糖分会引发β-淀粉样蛋白在脑细胞能量中心的积累，而β-淀粉样蛋白是阿尔茨海默病的标志性蛋白质。这些发现已发表于《营养神经科学》期刊。
肥胖是一种日益严重的全球健康问题，其风险远超心血管疾病和糖尿病。医学专业人士普遍认为，代谢紊乱与认知功能下降之间存在强关联。这种关联常表现为全身性的慢性低度炎症和氧化应激状态。
大脑对这些代谢干扰尤为敏感。脑细胞正常运作依赖于线粒体——这些微观结构如同细胞内的发电厂，负责产生能量。当线粒体功能异常时，会产生名为活性氧的有害副产物。
这种氧化应激会损伤神经元，并与β-淀粉样蛋白肽的生成相关联。在阿尔茨海默病患者中，该肽会聚集形成神经细胞间的毒性斑块，同时也会在线粒体内部积累，破坏能量生产并触发细胞死亡。
尽管肥胖与神经退行性疾病之间的关联已确立，但驱动这一损伤的具体饮食成分仍在研究中。来自墨西哥自治都市大学和塔巴斯科自治胡亚雷斯大学的研究团队旨在阐明这一关系，重点探究脂肪或糖分是否为这些特定脑部变化的主要诱因。
研究人员设计了一项长期实验，使用雄性Wistar大鼠，将动物分为三组观察为期十二个月的慢性摄入影响。对照组食用标准实验室饲料并饮用纯净水。第二组接受高蔗糖饮食，这些动物可获取标准饲料，但以30%蔗糖溶液替代饮水，模拟高糖饮料为主的饮食。第三组摄入高脂饮食，其食物添加猪油使脂肪占总摄入量的30%，旨在复制富含饱和动物脂肪的饮食。
一年后，研究团队评估了动物的身体健康与认知能力。他们测量了体重、体脂分布和血压，并分析血液样本检测葡萄糖、胆固醇和甘油三酯水平。
物理结果显示，高脂和高糖组均出现中心性肥胖。尽管总体重与对照组无统计学差异，但两组腹部脂肪显著增加，且均发展为高血压。
代谢效应在两组实验饮食间略有差异。高脂饮食组大鼠空腹血糖水平升高，表明其静息状态下血糖调节功能受损。相比之下，高糖饮食组大鼠表现出胰岛素抵抗迹象：在葡萄糖耐量测试中，其身体难以高效清除血液中的糖分，且甘油三酯水平显著更高。
为评估脑功能，研究人员采用莫里斯水迷宫测试。这是一种标准行为实验，大鼠需在水池中游泳寻找隐藏平台，用于评估空间记忆和学习能力。认知结果显示，两组实验组大鼠找到安全平台的时间约为对照组的两倍，表明无论饮食类型如何，空间记忆均显著下降。
行为测试后，研究人员分析了海马体和大脑皮层的脑组织——这些区域对记忆和学习至关重要，且常是阿尔茨海默病最先影响的部位。团队将线粒体从其他细胞组织中分离出来进行专项检测。
他们检测了氧化应激标志物，重点关注脂质和蛋白质损伤。两种饮食均导致海马体线粒体膜显著受损，这些细胞结构内的脂肪和蛋白质显示出类似生锈的化学氧化迹象。
研究随后检查了电子传递链的活性——这是线粒体内实际产生能量的一系列蛋白质复合物。两组饮食实验中这些复合物的活性均发生改变，表明脑细胞难以维持能量水平。
最显著的发现出现在研究人员测量β-淀粉样蛋白水平时。他们在细胞质液和线粒体内部均检测该毒性肽。高脂组中，线粒体β-淀粉样蛋白无明显增加。然而，高糖组结果迥异：这些动物在海马体和大脑皮层的线粒体内均出现β-淀粉样蛋白肽的明显积累。这表明高糖摄入触发了一种特定病理途径，其分子特征与阿尔茨海默病高度相似。
β-淀粉样蛋白的积累至关重要，因其已知会物理性破坏线粒体功能，阻碍必需蛋白质的运输并改变能量生产所需酶类。糖喂养大鼠中该肽的存在与其组特有的代谢损伤相吻合。
作者指出，尽管两种饮食均导致肥胖和记忆丧失，但机制不同：高脂饮食主要通过普遍性氧化应激和炎症造成损伤；高蔗糖饮食虽涉及这些因素，但还特异性地促进神经退行性蛋白的堆积。
研究表明，蔗糖成分果糖可能对脑细胞尤其有毒。果糖代谢产生的独特副产物可导致快速细胞损伤，这或可解释为何β-淀粉样蛋白积累仅见于糖喂养组。
本研究存在需考虑的局限性：实验在大鼠上进行，而人类代谢和脑功能更为复杂，动物模型结果未必直接转化为临床效果。此外，实验饮食在蛋白质摄入上存在不平衡，添加猪油或糖降低了大鼠蛋白质摄入比例，蛋白质缺乏可能部分贡献于观察到的负面健康效应。
未来研究需探索这些变化是否可逆：科学家需确定回归健康饮食能否清除累积的β-淀粉样蛋白，并探究抗氧化治疗是否可缓解饮食引起的线粒体损伤。团队还强调了“长寿基因”（vitagenes）的潜在作用——这些基因参与细胞应激反应，激活它们或可保护神经元免受饮食诱导损伤，理解这些通路有望为神经退行性疾病开发新预防策略。
最终，该研究证明并非所有卡路里对大脑影响相同。虽然预防肥胖对整体健康至关重要，但限制糖分摄入可能对阿尔茨海默病预防具有特殊意义。数据强化了饮食质量优于单纯卡路里计算的重要性。正如作者在结论中所述：“这些发现表明，尽管过量摄入脂肪或蔗糖均导致肥胖，但仅后者可能潜在架起肥胖与神经退行性病理之间的桥梁，从而凸显生活方式和饮食质量的相关性，为开发预防策略开辟了途径。”
该研究《肥胖与阿尔茨海默病：解析高脂或高蔗糖饮食慢性摄入对神经退行和线粒体功能障碍的影响》由卡洛斯·弗朗西斯科·阿吉拉尔·加马斯、诺玛·埃迪丝·洛佩斯·迪亚兹-盖拉罗、南希·帕特里夏·戈麦斯-克里索斯托莫、埃里克·纳蒂维达德·德·拉克鲁斯-埃尔南德斯、塞西莉亚·萨苏埃塔、伊谢尔·拉米雷斯-卡马乔、科拉松·德·玛丽亚·马克斯-阿尔瓦雷斯以及爱德华多·马丁内斯-阿本迪斯共同完成。
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