改善大脑对葡萄糖的摄取可延长寿命

原创 Neuroscience 阿尔茨海默病

果蝇（Drosophila）

东京都立大学（Tokyo Metropolitan University）的研究人员发现，通过基因改造来提高葡萄糖摄取的果蝇寿命明显更长。

《Neuroscience News》1月18日消息

通过观察衰老果蝇的脑细胞，他们发现更好的葡萄糖摄取可以弥补与年龄相关的运动功能退化，从而延长寿命。加上饮食限制，效果更加明显。这表明，健康的饮食加上t提高大脑对葡萄糖的摄取可能会延长寿命。

大脑是我们身体中需要能量最多的部分，它大约消耗了我们摄入的20%的氧气和25%的葡萄糖。这就是为什么它保持能量供应会如此重要，大脑是利用葡萄糖产生“能量信使”-三磷酸腺苷(ATP)为身体供能。

这种被称为糖酵解的化学过程在细胞内液和部分细胞线粒体中发生。但是随着年龄的增长，我们的脑细胞变得越来越不善于制造ATP，这在很大程度上与较少的葡萄糖可利用性相关。这可能意味着更多的食物和更多的葡萄糖可能实际上是一件好事。

另一方面，众所周知，健康的饮食实际上能延长寿命。解开围绕着这两种相互矛盾的知识的谜团，可能会让我们更好地理解更健康、更长寿的生活。

一个由副教授Kanae Ando领导的团队利用果蝇研究了这个问题。首先，他们证实老龄果蝇的脑细胞往往有较低的ATP水平和较低的葡萄糖摄取能力。他们特别将这一现象归因于糖酵解所需酶的数量减少。

东京都立大学

为了抵消这种影响，他们对果蝇进行了基因改造，使其产生更多的葡萄糖运输蛋白hGut3。令人惊讶的是，葡萄糖摄取的增加是显著提高细胞内ATP数量所需。更具体地说，他们发现hGut3越多，这种酶的减少就越少，从而抵消了随着年龄的增长而减少的作用。

虽然这并没有改善与年龄相关的线粒体损伤，但它们运动功能的退化却很少。

脑神经元对葡萄糖的摄取随着年龄的增长而减少(左)，脑神经元对葡萄糖摄取的增加抵消衰老(中)，脑神经元对葡萄糖摄取的增加加上饮食限制进一步延长寿命(右)

但这还不是全部。更进一步，研究小组将葡萄糖摄取增强的果蝇置于饮食限制下，观察其相互作用。现在，果蝇的寿命更长了。奇怪的是，葡萄糖摄取的增加实际上并没有提高脑细胞中的葡萄糖水平。研究结果表明，重要的不仅是葡萄糖的含量，还包括葡萄糖进入细胞后如何有效地利用以产生大脑所需的能量。

尽管限制饮食的抗衰老益处已在许多物种中得到证实，但研究团队能够将其与改善葡萄糖摄取结合起来，利用两者的益处在模型生物中延长寿命。进一步的研究可能会为我们如何使大脑更健康更长时间提供重要线索。

研究近日发表在《细胞》（Cell）子刊《交叉科学》（iScience）杂志上。

研究于1月5日发表在《iScience》（最新影响因子：4.471）杂志上

参考文献

Source：Tokyo Metropolitan University

Better Diet and Glucose Uptake in the Brain Lead to Longer Life

Reference：

Oka, Mikiko & Suzuki, Emiko & Asada, Akiko & Saito, Taro & Iijima, Koichi & Ando, Kanae. (2021). Increasing neuronal glucose uptake attenuates brain aging and promotes life span under dietary restriction in Drosophila. iScience. 24. 101979. 10.1016/j.isci.2020.101979.

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