Gavēnis izraisa neiroprotektīvas izmaiņas, kas var palēnināt demences progresēšanu

Jauns pārskats atklāj, kā laika ziņā ierobežoti ēšanas modeļi izraisa notikumu ķēdi zarnās un smadzenēs, kas var palīdzēt novērst Alcheimera slimību, Parkinsona slimību un citas neirodeģeneratīvas slimības.

Intermitējoša badošanās un zarnu-smadzeņu ass

Žurnālā “Nutrients” publicētā pārskatā tika pētīti esošie preklīniskie un ierobežotie klīniskie dati, kas liecina, ka periodiska badošanās (IF) var palīdzēt samazināt olbaltumvielu toksisko slodzi, uzturēt sinaptisko funkciju un atjaunot gliju un imūnsistēmas homeostāzi vairākos dažādu neirodeģeneratīvu traucējumu modeļos.

Pētījumi ir saistījuši IG ar paaugstinātu baktēriju līmeni, kas, kā zināms, ražo labvēlīgus metabolītus un regulē imūnās atbildes. No šiem metabolītiem īpašu lomu spēlē īsās ķēdes taukskābes (SCFA), kas ir svarīgas signālmolekulas zarnu-smadzeņu asī (GBA). Pierādījumi liecina par IG lomu SCFA producējošo baktēriju, piemēram, Eubacterium rectale, Roseburia spp. un Anaerostipes spp., skaita palielināšanā. Preklīniskie pētījumi to ir saistījuši ar palielinātu sinapses blīvumu hipokampā un samazinātu tau fosforilēšanu Alcheimera slimības dzīvnieku modeļos.

IG aktivizē mikrobu gēnu ekspresiju, īpaši veicinot butirātu producējošo taksonu augšanu. Tas arī modificē žultsskābju metabolismu un regulē triptofāna ceļus, uzlabojot tādu neiromodulējošu metabolītu kā serotonīna un kinurenīna ražošanu. IG ir saistīts ar cirkulējošo monocītu skaita samazināšanos, kuriem ir izšķiroša nozīme organisma iekaisuma reakcijā.

Hronisks zemas pakāpes iekaisums un zarnu iekaisuma novecošanās arvien vairāk tiek atzīti par galvenajiem neirodeģenerācijas virzītājspēkiem. Paaugstināta zarnu caurlaidība (tā sauktā “caurlaidīgā zarnu trakta”) ļauj mikrobiālajiem endotoksīniem iekļūt sistēmiskajā asinsritē, izraisot imūnās atbildes un proinflamatorisku citokīnu veidošanos. IH var palielināt īskās ķēdes taukskābes (ĪĶT) producējošo mikrobu skaitu, kas uzlabo epitēlija integritāti un samazina endotoksīnu iedarbību.

Jaunākie pierādījumi liecina, ka IG ietekmē no zarnām iegūtus neirotransmiteru ceļus, īpaši tos, kas iesaistīti triptofāna un serotonīna metabolismā. IG apstākļos palielinās triptofāna mikrobiālā konversija par indola atvasinājumiem, kas var mediēt neiroprotektīvu iedarbību, izmantojot arilogļūdeņraža receptoru (AhR) signalizāciju. Tas arī veicina līdzsvaru starp zarnu un imūnsistēmas darbību.

Neiroiekaisums ir jutīgs pret diennakts ritmiem: hipotalāma iekaisumu var pastiprināt traucēti uztura modeļi. IG samazina hipotalāma lipokalīna-2 ekspresiju, atjauno hipotalāma homeostāzi un uzlabo astrocītu klīrensa ceļus. IG ietekme uz diennakts ritmiem var ietekmēt arī smadzeņu redoksa homeostāzi un mainīt mitohondriju dinamiku.

Metabolisma pārprogrammēšana, neiroprotekcija un periodiska badošanās

IG var uzlabot mitohondriju efektivitāti un antioksidantu kapacitāti, novirzot vielmaiņas aktivitāti no glikozes uz lipīdu un ketonu substrātiem, piemēram, β-hidroksibutirātu (BHB). BHB piemīt neiroprotektīva iedarbība, pateicoties tā antioksidanta īpašībām, mitohondriju funkcijas modulācijai un zarnu-smadzeņu asij. BHB saglabā mitohondriju membrānas potenciālu preklīniskajos modeļos un uzlabo kognitīvās funkcijas Alcheimera slimības un epilepsijas gadījumā. Tas arī veicina zarnu veselību, stiprinot zarnu barjeras integritāti. BHB apvienošana ar GBA un IG nodrošina stabilu sistēmu oksidatīvā stresa mazināšanai un mitohondriju bioenerģētikas uzlabošanai.

IG aktivizē autofāgiju, stimulējot SIRT1 un nomācot mTOR. Īsās ķēdes taukskābes (SCFA) ietekmē arī autofāgijas gēnu epigenetisko regulāciju. Paaugstināta smadzeņu izcelsmes neirotrofiskā faktora (BDNF) ekspresija, samazinātas amiloīdu plāksnītes un tau hiperfosforilēšanās Alcheimera slimības modeļos, kā arī līdzīga iedarbība Parkinsona slimības modeļos apstiprina IG potenciālu.

Esošie neiroimūnās mijiedarbības pētījumi liecina, ka IG modulē gliālo-neironālo šūnu mijiedarbību un uztur hematoencefāliskā barjeras integritāti. IG ietekmē neiroimūno homeostāzi, izmantojot integrētus zarnu-smadzeņu ass signālus, kas regulē gliālo aktivitāti, citokīnu tīklus un imūnmetabolisko noturību. Šīs adaptācijas ir būtiskas ilgtermiņa kognitīvajai funkcijai un neiroprotekcijai.

Pielietojums klīniskajā praksē un perspektīvas

IG lietošana klīniskajā praksē prasa rūpīgu darbības mehānismu, drošības, personalizācijas un ētisko apsvērumu izvērtēšanu. Tas var būt sarežģīti neaizsargātām grupām, piemēram, vecāka gadagājuma cilvēkiem, hipoglikēmijas, dehidratācijas un mikroelementu deficīta riska dēļ. Arī ievērošana var būt sarežģīta, īpaši, ja kognitīvo spēju pasliktināšanās traucē ikdienas uzturēšanu, padarot IG pašpārvaldīšanu potenciāli bīstamu. Aprūpētāju uzraudzības platformas, taimeri lietotnē un citi digitālie risinājumi var palīdzēt pārvarēt šīs problēmas.

Balstoties uz pieaugošajiem pierādījumiem, ka ģenētiskie, epigenetiskie, metabolomiskie un mikrobioma faktori ietekmē individuālo reakciju uz badošanos, notiek pāreja uz precīzu (personalizētu) badošanos. Diennakts biomarķieru, piemēram, melatonīna ritma, miega fāzes un kortizola amplitūdas, iekļaušana paver daudzsološu ceļu personalizētai hrono-uztura pieejai. Tas varētu būt īpaši noderīgi cilvēkiem ar neirodeģeneratīviem traucējumiem, kuriem bieži ir traucēts diennakts ritms.

IG pleiotropā iedarbība padara to par ideālu pamatu multimodālām terapeitiskām stratēģijām. Tas ir īpaši svarīgi neirodeģenerācijas gadījumā, kur monoterapeitiskas pieejas reti sniedz ilgtermiņa klīnisko ieguvumu. Dažos preklīniskajos un pilotklīniskajos pētījumos aerobikas vai pretestības treniņu apvienošana ar IG ir devusi papildu neirokognitīvos ieguvumus.

IH (Integrētā neiromedicīna) kļūst par potenciāli mērogojamu neiroterapeitisku stratēģiju. Attīstoties klīniskajiem pielietojumiem, būs svarīgi integrēt IH visaptverošā personalizētas medicīnas sistēmā, izmantojot digitālās veselības tehnoloģijas, multi-omikas biomarķierus un papildterapijas. Tomēr jāatzīmē, ka lielākā daļa pamatojošo datu pašlaik ir iegūti no preklīniskiem pētījumiem ar dzīvniekiem, un liela mēroga pētījumi ar cilvēkiem joprojām ir ierobežoti.

Turpmākajos pētījumos jāiekļauj randomizēti kontrolēti pētījumi, izmantojot stratificētus dizainus, integrējot garengriezuma biomarķierus un ņemot vērā reālās pasaules ievērošanu.