高脂肪和高糖的饮食会影响身体和大脑

你可能知道，富含全谷物、水果、蔬菜、乳制品、坚果、种子和蛋白质的营养饮食对你的健康有好处。这种饮食不仅美味，而且还能使人变得强壮和健康。相反，食用富含饱和动物脂肪和糖的加工食品和饮料，如加工肉类、饼干、糖果、含糖饮料和薯片，对你的健康非常有害。你知道经常吃这类食物会导致疾病吗肥胖类型2糖尿病？［1］．因为加工食品、含糖饮料和糖果都很容易找到，而且味道也很好(谁不喜欢糖果棒或意大利辣香肠披萨呢?)，所以肥胖和糖尿病是世界上最常见的两种疾病也就不足为奇了。今天，大约有6.5亿人患有肥胖症，4.22亿人患有糖尿病——这些数字难道不令人吃惊吗?同样令人惊讶的是，高脂肪和高糖的食物不仅会使我们肥胖或糖尿病，还会影响我们的大脑!事实上，世界各地的科学家都注意到，肥胖或糖尿病患者更有可能出现失忆甚至痴呆阿尔茨海默病当他们长大了[2］．你能相信吗?

有趣的事实:你知道糖尿病有两种类型吗?最常见的是2型糖尿病，当身体逐渐停止对胰岛素的反应时发生。科学家和医生认为，这种情况的发生是因为饮食中含有高脂肪和高糖，以及缺乏锻炼。当一个人的胰腺停止产生胰岛素时，就会发生1型糖尿病。1型糖尿病不是由饮食引起的。

海马体是大脑中储存记忆的区域

你知道吗?我们的大脑包含执行不同任务的高度专业化区域。例如，大脑中有不同的区域负责说话、走路、听觉等。这些非常特殊的区域之一，被称为海马体负责储存记忆，帮助我们学习[3.］．海马体，像大脑的所有其他区域一样，由两种主要类型的细胞组成:神经元而且神经胶质细胞．海马体中的神经元通过非常小的结构相互交流来制造记忆突触；这些微小的结构位于长而分枝状的结构上树突．你知道神经元可以传输电信号吗，就像你在街上看到的电线一样?这些信号通过树突传递，这使得大脑中的信息传播得非常快。大脑中其他类型的细胞，胶质细胞，有多种功能。神经胶质细胞滋养、保护神经元并使其稳定。在海马体中，神经元和神经胶质细胞都对储存记忆和帮助我们学习至关重要。图1）.

有趣的事实:你知道吗，当海马体中的神经元受损或死亡时，记忆丧失和学习困难就会出现。头部受到严重打击后，比如脑震荡，以及一些神经退行性疾病，比如痴呆症和阿尔茨海默氏症，都会发生神经元损伤。

我们的实验:研究高脂肪和高糖食物对大鼠大脑的影响

我们知道高脂肪和高糖的饮食会导致肥胖和糖尿病，全世界有数百万人患有这些疾病。我们也知道，随着年龄的增长，肥胖和糖尿病会增加失忆或痴呆的风险。因此，我们提出了以下问题:摄入高脂肪和高糖的饮食是否会影响储存记忆的大脑区域——海马体?为了回答这个问题，我们给老鼠喂了高脂肪和高糖的食物，并做了各种实验来观察它们吃了这种食物后的海马区发生了什么。我们将大鼠分为两组，一组正常饮食(对照组)，另一组高脂高糖饮食。有一个对照组很重要，因为我们需要比较吃两种饮食的大鼠的海马体，以便看到变化。每组有几只大鼠也很重要，因为每只大鼠的海马体看起来可能略有不同。我们用20只大鼠作为对照组，22只大鼠作为高脂肪/高糖组。对照组的饮食由实验室使用的平衡和营养的大鼠食物组成;还有白开水可以喝。 The second group ate diet with lard (pork fat used for cooking) added to their normal food, and fructose (the main sugar present in sugary drinks) added to their drinking water. Both groups ate these diets for 7 days, and had as much food and water as they wanted. Rats that ate the high-fat-and-sugar diet became obese, ate more food, and drank more water than rats that ate a normal diet. These results show that rats like and consume lots of fatty and sugary foods, and become obese after eating those foods, similar to humans.

高糖高脂肪的饮食对海马体神经元有负面影响

在我们的第一个实验中，我们用不同类型的染料对海马体的神经元进行染色，以便在显微镜下研究它们的大小、形状和结构。我们将吃高脂高糖饮食的大鼠与吃正常饮食的大鼠进行了比较，并寻找神经元(图2上半部分)。令人惊讶的是，我们发现吃高脂肪和糖饮食的大鼠的神经元树突更短更薄(图2下半部分，左侧面板)。令人惊讶的是，我们还发现这些老鼠的神经元树突末端的突触更少!（图2下半部分，中间面板)。请记住，树突和突触是神经元通信和记忆形成所必需的，因为树突传递信号，而突触是神经元通信的实际位置。这些结果表明，高脂高糖饮食对海马体神经元有负面影响。我们从这个实验中得到了什么结论?想想看:如果吃高脂高糖饮食的大鼠海马体中的神经元树突更少更薄，那么这些神经元很可能在传递信息时效率不高。此外，由于这些神经元的突触较少，它们可能无法与其他神经元有效交流。我们认为，高脂高糖饮食的这些负面影响可能会导致记忆丧失和学习问题。这是怎么发生的?大脑是一个变化迅速的器官，当我们学习和形成记忆时，它会不断形成新的突触，而富含饱和脂肪和糖的饮食会干扰大脑快速变化和适应的能力。因此，神经元从健康、均衡的饮食中获得优质营养是必要的。

吃高脂肪和高糖的饮食会导致大脑炎症

你还记得海马体是由两种细胞组成的吗——神经元细胞和神经胶质细胞?因为神经胶质细胞对支持神经元的功能非常重要，我们想知道神经胶质细胞是否也会受到高脂高糖饮食的影响。为此，我们对星形胶质细胞和小胶质细胞这两种类型的神经胶质细胞进行了染色，并研究了它们的大小和形状。令人惊讶的是，我们发现吃高脂肪和高糖饮食的大鼠的星形胶质细胞和小胶质细胞变大了，并且变成了一种被称为“激活”的状态。星形胶质细胞和小胶质细胞通常会被炎症激活，以保护神经元免受伤害。你可能对炎症和它在你身体里的样子很熟悉。炎症是对损伤或感染的局部反应。有时发炎的身体部位会肿胀、发红和疼痛。在大脑中，炎症的外观和感觉可能与身体其他部位略有不同，而神经胶质细胞负责对大脑中的炎症做出反应，并帮助神经元恢复。当星形胶质细胞被炎症激活时，它们会繁殖并变得更大、更黑(图2下半部分，右侧面板)。当小胶质细胞被激活时，它们也会变得更大，分支更多。我们的结论是什么?我们的研究结果表明，吃高脂肪和高糖的饮食会在海马体中产生炎症，因为星形胶质细胞和小胶质细胞在对有害环境的反应中被激活。

我们的结论:营养均衡的饮食对我们的大脑健康和避免未来的记忆丧失至关重要

在我们的研究中，我们观察到吃高脂肪和高糖的饮食，即使是很短的一段时间，也会导致肥胖，并对海马体产生负面影响。4］．由于海马体是记忆形成的重要大脑区域，我们认为这些神经元和神经胶质细胞的变化可能会对记忆和学习产生负面影响。其他科学家研究了长时间食用高脂肪食物的影响，并观察到大鼠和小鼠的记忆丧失和学习困难。为什么这些结果对我们很重要?虽然我们不是老鼠，但我们在处理食物中营养物质的方式以及这些营养物质如何影响我们的健康方面有相似之处。你还记得吗，科学家还发现，经常吃高脂肪饮食、肥胖或患糖尿病的人，记忆力减退和痴呆的几率更高。这些结果可以帮助解释为什么会发生这种情况!我们和其他科学家所做的其他研究发现，一种被称为饱和脂肪的脂肪，在加工食品中非常丰富，可以通过改变神经元使用能量的方式，增加引起压力和炎症的分子，直接损害神经元。5,6］．所有这些惊人的科学研究都支持了你的父母和医生经常告诉你的:低加工食品和低糖的营养均衡饮食对保持健康、强壮和聪明非常重要!

术语表

肥胖:↑超重:过度超重的状态在大多数情况下，肥胖是由于吃不健康的饮食和缺乏锻炼。

糖尿病:↑一种血液中葡萄糖水平升高的疾病，由于身体不能产生胰岛素(1型)或对胰岛素没有反应(2型)。

阿尔茨海默病:↑痴呆一种以智力退化和丧失记忆为特征的疾病它也被称为痴呆或衰老，出现在老年。

海马体:↑大脑负责储存记忆和学习的区域。它由神经元和神经胶质细胞组成。

神经元:↑神经细胞一种存在于大脑和脊髓中的神经细胞，通过电信号和化学信号接收、处理和传递信息

神经胶质细胞:↑大脑中的支持细胞。有两种类型的胶质细胞，称为星形胶质细胞和小胶质细胞。神经胶质细胞滋养、保护和稳定神经元，并被激活以保护神经元免受炎症。

突触:↑用于神经元通讯的小结构，位于树突上。

树突:↑神经元的长而分枝状结构以非常快的速度传递信号。

利益冲突声明

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

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原文

↑卡尔沃-奥乔亚，E, Hernández-Ortega, K.，费雷拉，P.，森本，S.和阿里亚斯，C. 2014。短期的高脂肪和果糖喂养会导致大鼠海马中的胰岛素信号改变、树突和突触损失以及星形胶质反应。j . Cereb。血液流动Metab。34:1001-8。doi: 10.1038 / jcbfm.2014.48

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参考文献

[1]↑冯，T. T.，里姆，E. B.，斯皮格尔曼，D.，瑞法伊，N.，托弗勒，G. H.，威利特，W. C.等2001。饮食模式与肥胖和心血管疾病风险的血浆生物标志物之间的关系。点。j .中国。减轻。73:61-7。doi: 10.1093 / ajcn / 73.1.61

[２]↑帕罗特，医学博士，格林伍德，C. E. 2007。随着年龄增长，饮食对认知功能的影响:从高脂肪饮食到健康饮食。安。纽约大学科学学院1114:389 - 97。doi: 10.1196 / annals.1396.028

[3]↑内维斯，G.，库克，S. F.和布利斯，电视，2008。突触可塑性、记忆和海马体:研究因果关系的神经网络方法。神经科学。9:65 - 75。doi: 10.1038 / nrn2303

[4]↑卡尔沃-奥乔亚，E.和阿里亚斯，C. 2015。由胰岛素信号功能障碍引起的海马体细胞和代谢变化及其与衰老和阿尔茨海默病认知障碍的关系动物模型研究。糖尿病金属底座。牧师》。31:1-13。doi: 10.1002 / dmrr.2531

［5］↑Kwon, B.， Lee, H. K.和Querfurth, H. W. 2014。油酸可预防棕榈酸诱导的线粒体功能障碍，胰岛素抵抗和神经元细胞的炎症信号。Biochim。Biophys。学报1843:1402-13。doi: 10.1016 / j.bbamcr.2014.04.004

[6]↑卡尔沃-奥乔亚，E.， Sánchez-Alegría, K.， Gómez-Inclán, C.，费雷拉，P.，和阿里亚斯，C. 2017。棕榈酸在分化的人成神经细胞瘤细胞中刺激能量代谢并抑制胰岛素/PI3K/AKT信号:mTOR激活和线粒体ROS产生的作用Neurochem。Int。110:75 - 83。doi: 10.1016 / j.neuint.2017.09.008