Paastoaminen laukaisee neuroprotektiivisia muutoksia, jotka voivat hidastaa dementian etenemistä

Uusi tutkimus paljastaa, kuinka aikarajoitetut ruokailutottumukset käynnistävät suolistossa ja aivoissa tapahtumaketjun, joka voi auttaa ehkäisemään Alzheimerin, Parkinsonin ja muita hermoston rappeutumissairauksia.

Pätkäpaasto ja suolisto-aivoakseli

Nutrients-lehdessä julkaistussa katsauksessa tarkasteltiin olemassa olevia prekliinisiä ja rajallisia kliinisiä tietoja, jotka osoittivat, että ajoittainen paastoaminen (IF) voi auttaa vähentämään proteiinin myrkyllistä kuormitusta, ylläpitämään synaptista toimintaa ja palauttamaan gliasolujen ja immuunijärjestelmän homeostaasin useissa eri neurodegeneratiivisten häiriöiden malleissa.

Tutkimukset ovat yhdistäneet IG:n lisääntyneisiin bakteeritasoihin, joiden tiedetään tuottavan hyödyllisiä metaboliitteja ja säätelevän immuunivasteita. Näistä metaboliiteista lyhytketjuisilla rasvahapoilla (SCFA), jotka ovat tärkeitä signalointimolekyylejä suolisto-aivo-akselilla (GBA), on erityinen rooli. Todisteet viittaavat IG:n rooliin SCFA:ta tuottavien bakteerien, kuten Eubacterium rectalen, Roseburia spp.:n ja Anaerostipes spp.:n, määrän lisäämisessä. Prekliiniset tutkimukset ovat yhdistäneet tämän lisääntyneeseen synapsitiheyteen hippokampuksessa ja vähentyneeseen tau-fosforylaatioon Alzheimerin taudin eläinmalleissa.

IG aktivoi mikrobien geenien ilmentymistä, erityisesti edistäen butyraattia tuottavien taksonien kasvua. Se myös muokkaa sappihappojen aineenvaihduntaa ja säätelee tryptofaanireittejä, parantaen neuromodulatoristen metaboliittien, kuten serotoniinin ja kynureniinin, tuotantoa. IG liittyy verenkierrossa olevien monosyyttien määrän vähenemiseen, joilla on ratkaiseva rooli kehon tulehdusvasteessa.

Krooninen, matala-asteinen tulehdus ja suoliston tulehduksellinen ikääntyminen tunnustetaan yhä enemmän neurodegeneraation keskeisiksi ajureiksi. Lisääntynyt suoliston läpäisevyys (ns. "vuotava suoli") sallii mikrobien endotoksiinien pääsyn systeemiseen verenkiertoon, mikä laukaisee immuunivasteita ja tulehdusta edistävien sytokiinien tuotantoa. IH voi lisätä lyhytketjuisia rasvahappoja tuottavien mikrobien määrää, mikä parantaa epiteelin eheyttä ja vähentää endotoksiinialtistusta.

Viimeaikaiset todisteet viittaavat siihen, että IG vaikuttaa suolistosta peräisin oleviin välittäjäainereitteihin, erityisesti tryptofaanin ja serotoniinin aineenvaihduntaan osallistuviin reitteihin. IG-olosuhteissa tryptofaanin mikrobinen muuntuminen indolijohdannaisiksi lisääntyy, mikä voi välittää hermoja suojaavia vaikutuksia aryylihiilivetyreseptorin (AhR) signaloinnin kautta. Tämä edistää myös tasapainoa suoliston ja immuunitoiminnan välillä.

Neuroinflammaatio on herkkä vuorokausirytmeille: häiriintyneet ruokailutottumukset voivat voimistaa hypotalamuksen tulehdusta. IG vähentää hypotalamuksen lipokaliini-2:n ilmentymistä, palauttaa hypotalamuksen homeostaasin ja tehostaa astrosyyttien puhdistumareittejä. IG:n vaikutukset vuorokausirytmeihin voivat myös vaikuttaa aivojen redox-homeostaasiin ja muuttaa mitokondrioiden dynamiikkaa.

Aineenvaihdunnan uudelleenohjelmointi, neuroprotektio ja pätkäpaasto

IG voi parantaa mitokondrioiden tehokkuutta ja antioksidanttikapasiteettia siirtämällä aineenvaihduntaa glukoosista lipidi- ja ketonisubstraatteihin, kuten β-hydroksibutyraattiin (BHB). BHB:llä on neuroprotektiivisia vaikutuksia antioksidanttisten ominaisuuksiensa, mitokondrioiden toiminnan ja suolisto-aivot-akselin moduloinnin kautta. BHB säilyttää mitokondrioiden kalvopotentiaalin prekliinisissä malleissa ja parantaa kognitiivisia toimintoja Alzheimerin taudissa ja epilepsiaa sairastavilla. Se edistää myös suoliston terveyttä vahvistamalla suoliston esteen eheyttä. BHB:n yhdistäminen GBA:han ja IG:hen tarjoaa vankan kehyksen oksidatiivisen stressin vähentämiseksi ja mitokondrioiden bioenergeettisen toiminnan parantamiseksi.

IG aktivoi autofagiaa stimuloimalla SIRT1:tä ja estämällä mTOR:ia. Lyhytketjuiset rasvahapot vaikuttavat myös autofagiageenien epigeneettiseen säätelyyn. Aivoperäisen neurotrofisen tekijän (BDNF) lisääntynyt ilmentyminen, amyloidiplakkien ja tau-proteiinin hyperfosforylaation väheneminen Alzheimerin taudin malleissa sekä vastaavat vaikutukset Parkinsonin taudin malleissa tukevat IG:n potentiaalia.

Olemassa olevat neuroimmuunivuorovaikutustutkimukset ovat osoittaneet, että IG moduloi gliasolujen ja hermosolujen välisiä vuorovaikutuksia ja ylläpitää veri-aivoesteen eheyttä. IG vaikuttaa neuroimmuunihomeostaasiin integroituneiden suolisto-aivo-akselin signaalien kautta, jotka säätelevät gliasolujen aktiivisuutta, sytokiiniverkostoja ja immuunimetabolista resilienssiä. Nämä sopeutumat ovat avainasemassa pitkän aikavälin kognitiiviselle toiminnalle ja neuroprotektiolle.

Sovellus kliinisessä käytännössä ja tulevaisuudennäkymät

Intramuskulaarisen globuliinin käyttö kliinisessä käytännössä vaatii vaikutusmekanismien, turvallisuuden, personoinnin ja eettisten näkökohtien huolellista arviointia. Tämä voi olla haastavaa haavoittuvissa ryhmissä, kuten ikääntyneillä, hypoglykemian, nestehukan ja mikroravintoaineiden puutosten riskien vuoksi. Myös hoidon noudattaminen voi olla haastavaa, erityisesti silloin, kun kognitiivinen heikkeneminen häiritsee rutiininomaista ylläpitoa, jolloin intramuskulaarisen globuliinin itsehoito voi olla vaarallista. Hoitajien seurantajärjestelmät, sovellusten sisäiset ajastimet ja muut digitaaliset ratkaisut voivat auttaa näiden haasteiden voittamisessa.

Kasvava näyttö siitä, että geneettiset, epigeneettiset, metabolomiset ja mikrobiomitekijät muokkaavat yksilöllisiä reaktioita paastoon, on siirtymässä kohti täsmäpaastoa (henkilökohtaista). Vuorokausirytmin biomarkkereiden, kuten melatoniinirytmin, univaiheen ja kortisolitason, sisällyttäminen avaa lupaavan tien yksilölliselle krono-ravitsemuslähestymistavalle. Tämä voi olla erityisen hyödyllistä neurodegeneratiivisista sairauksista kärsiville, joilla on usein häiriintynyt vuorokausirytmi.

IG:n pleiotrooppiset vaikutukset tekevät siitä ihanteellisen perustan multimodaalisille hoitostrategioille. Tämä on erityisen tärkeää neurodegeneraatiossa, jossa monoterapeuttiset lähestymistavat harvoin tuottavat pitkäaikaisia kliinisiä hyötyjä. Aerobisen tai voimaharjoittelun yhdistäminen IG:hen on tuottanut lisää neurokognitiivisia hyötyjä joissakin prekliinisissä ja pilottitutkimuksissa.

Inhimillinen terveydenhuolto on nousemassa esiin potentiaalisesti skaalautuvana neuroterapeuttisena strategiana. Kliinisten sovellusten edetessä on tärkeää integroida inhimillinen terveydenhuolto kattavaan yksilöllisen lääketieteen viitekehykseen käyttämällä digitaalisia terveysteknologioita, multiomiikkabiomarkkereita ja täydentäviä hoitoja. On kuitenkin huomattava, että suurin osa tukevasta tiedosta on tällä hetkellä peräisin prekliinisistä eläinkokeista, ja laaja-alaiset ihmistutkimukset ovat vielä rajalliset.

Tulevien tutkimusten tulisi sisältää satunnaistettuja kontrolloituja tutkimuksia, joissa käytetään stratifioituja tutkimusasetelmia, integroidaan pitkittäisiä biomarkkereita ja otetaan huomioon todellinen hoitoon sitoutuminen.