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Los estudios epidemiológicos sugieren que la resistencia a la insulina acelera la progresión del deterioro cognitivo relacionado con la edad, la que a su vez la neuroimagen ha vinculado con el hipometabolismo de la glucosa cerebral. Como inputs celulares, los cuerpos cetónicos aumentan el cambio de energía libre de Gibbs para el ATP en un 27% en comparación con la glucosa, lo que habla de la mayor espontaneidad de síntesis de ATP mediada por cuerpos cetónicos.

Lilianne Mujica-Parodi y colaboradores del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Stony Brook (Nueva York, Estados Unidos) evaluaron si los cambios en la dieta son capaces de modular la comunicación funcional sostenida entre las regiones del cerebro (estabilidad de la red) cambiando su combustible predominante, glucosa, por cuerpos cetónicos. Primero establecieron la estabilidad de la red como un biomarcador para el envejecimiento del cerebro usando dos conjuntos de datos de gran escala (n = 292, edades 20 a 85 años; n = 636, edades 18 a 88 años) de resonancia magnética funcional 3T (fMRI, por sus siglas en inglés). Para determinar si la alimentación puede influir en la estabilidad de la red cerebral, se escanearon adicionalmente a 42 adultos, de edad < 50 años, usando fMRI de campo ultra alto (7 T) ultra-rápido (802 ms) optimizado para la sensibilidad de detección a nivel de un solo participante. Una cohorte fue escaneada en condiciones de dieta estándar, ayuno nocturno y dieta cetogénica. 

Para aislar el impacto del tipo de combustible, se escaneó una cohorte independiente en ayuna nocturna antes y después de la administración de un bolo de glucosa y éster de cetona exógena igualado en calorías (D-β-hidroxibutarato). A lo largo de la vida, la desestabilización de la red cerebral se correlacionó con la disminución de la actividad cerebral y la agudeza cognitiva. Los efectos aparecieron a los 47 años, y la degeneración más rápida se produjo a los 60. Las redes se desestabilizaron por la glucosa y se estabilizaron por cuerpos cetónicos, independientemente de que la cetosis se lograra con una dieta cetogénica o con un éster de cetona exógeno.

En conclusión, estos resultados sugieren que la desestabilización de la red cerebral puede reflejar signos tempranos de hipometabolismo, asociado con demencia. Las intervenciones alimentarias que dan lugar a un uso de cuerpos cetónicos incrementan la energía disponible y, por lo tanto, pueden ofrecer una potencial protección para cerebros en proceso de envejecimiento.