Meðferðarhlutverk ketógenísks mataræðis í taugasjúkdómum 1. hluti

Ágrip:

Ketógen mataræði (KD) er fituríkt, kolvetnasnautt og nægjanlegt próteinfæði sem hefur nýlega náð vinsældum í tengslum við taugasjúkdóma (NDs).

Með breytingum á nútíma lífsstíl hefur fituríkt mataræði orðið daglegt val fyrir sífellt fleiri. Margir hafa áhyggjur af því að fituríkt mataræði skaði minnið, en í raun er sambandið milli fituríks mataræðis og minnis ekki svart og hvítt.

Í fyrsta lagi þarf að vera ljóst að fita hefur ákveðin áhrif á líkama okkar og heila. Fita veitir orku, stuðlar að líkamsvexti og viðheldur heilleika frumuhimnunnar. Þar að auki er fita einnig mikilvæg fyrir heilsu heilans. Stærstur hluti heilans er úr fitu sem verndar taugafrumur gegn skemmdum og hjálpar til við að viðhalda góðum taugaboðum.

Hins vegar tekur fituríkt mataræði toll á líkamann og getur skaðað minnið. Rannsóknir sýna að fituríkt fæði getur valdið insúlínviðnámi sem hefur áhrif á úrvinnslu líkamans á blóðsykri og hefur þannig áhrif á heilastarfsemi. Auk þess getur fituríkt mataræði einnig haft áhrif á blóðflæði og súrefnisframboð, dregið úr heilavirkni og þannig haft áhrif á einbeitingu og minni.

Hins vegar þýðir þetta ekki að við þurfum að forðast fitu alveg. Fita er nauðsynlegt næringarefni í daglegu mataræði okkar og rétt inntaka fitu hjálpar til við að viðhalda heilsu líkamans og heilans. Þess vegna þurfum við að fylgja meginreglunni um „viðeigandi magn fyrst“, neyta viðeigandi magns af fitu og forðast óhóflega neyslu, sérstaklega óhollan fituríkan mat.

Að auki sýna sumar rannsóknir að sumar fitusýrur eru gagnlegar fyrir minni. Til dæmis geta omega-3 fitusýrur stuðlað að myndun og viðhaldi taugafrumna, aukið vitsmuna- og námsgetu heilans. Það eru til matvæli sem eru rík af omega-3 fitusýrum, eins og lax, þorskur, hörfræ o.s.frv., og þú getur aukið neyslu þessarar fæðu á viðeigandi hátt til að uppskera ávinninginn.

Á heildina litið er sambandið á milli fituríks mataræðis og minnis flókið og við ættum ekki á einfaldan hátt að líta á allan fituríkan mat sem skaðlegan. Hófleg máltíð, vandlega val á fitutegundum og magni og að bæta við nokkrum gagnlegum matvælum getur hjálpað til við að halda minninu heilbrigt. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega því Cistanche deserticola er hefðbundið kínverskt lyfjaefni sem hefur mörg einstök áhrif, ein þeirra er að bæta minni. Virkni Cistanche deserticola kemur frá mörgum virku innihaldsefnum sem það inniheldur, þar á meðal tannínsýra, fjölsykrur, flavonoid glýkósíð osfrv. Þessi innihaldsefni geta stuðlað að heilaheilbrigði með ýmsum leiðum.

Smelltu á Vita leiðir til að bæta minni

Flækjustig sjúkdómsvalda þessara sjúkdóma þýðir að enn vantar árangursríkar meðferðir. Hefðbundin meðferð tengist oft auknu þoli og/eða lyfjaónæmi.

Þar af leiðandi er verið að leita að árangursríkari meðferðaraðferðum til að auka skilvirkni tiltækra meðferða og bæta lífsgæði sjúklinga. Í augnablikinu virðist sem KD geti veitt sjúklingum með taugavandamál lækningalegan ávinning með því að stjórna á áhrifaríkan hátt jafnvægi á milli for- og andoxunarferla og örvandi og hamlandi taugaboðefna, og stýra bólgu eða breyta samsetningu örveru í þörmum.

Í þessari endurskoðun var metið hugsanlega meðferðaráhrif KD við flogaveiki, þunglyndi, mígreni, Alzheimerssjúkdóm og Parkinsonsveiki. Að okkar mati ætti að líta á KD sem viðbótarmeðferð við sumum taugasjúkdómum.

Lykilorð: ketógenískt mataræði; taugasjúkdómar; flogaveiki; þunglyndi; mígreni; Alzheimer sjúkdómur; Parkinsonsveiki.

1. Ketógenískt mataræði

Ketógen mataræði (KD) er fituríkt, nægjanlegt prótein og kolvetnasnauð mataræði [1]. Slíkar breytingar á hlutfalli stórnæringarefna leiða til glúkósasparandi og aukinnar ketógenmyndunar [2]. Þetta efnaskiptaástand er þekkt sem "næringarketósa".

Sífellt fleiri rannsóknir sýna að ketógenískt mataræði getur haft jákvæð áhrif á heilastarfsemi og útlæga líffæri og þannig veitt lækningalegum ávinningi fyrir margs konar taugasjúkdóma [3,4]. Þrátt fyrir að sameindaverkunarháttur ketógenískra mataræðis sé óljós, benda vaxandi rannsóknir til þess að KD geti verið mikilvægur þáttur í viðbótarmeðferð við meðhöndlun á sjúkdómum í miðtaugakerfi (CNS).

Nýlega hefur verið sýnt fram á að KD getur haft áhrif á gang sjúkdóma með því að stýra bólgu [5-10], stjórna jafnvægi milli for- og andoxunarferla [11-14] og/eða breyta samsetningu örveru í þörmum [15] .

1.1. Saga ketógenískra mataræðis

Ketógenískt mataræði á uppruna sinn í föstu, sem hefur verið notað frá fornu fari til að meðhöndla flogaveiki. Árið 1921 uppgötvaði Woodyatt að bæði hungur og fituríkt fæði leiða til ketósuástands.

Sama ár var KD innleitt á Mayo Clinic sem meðferð við flogaveiki af Russell Wilder [16]. Á þeim tíma var talið að meira en helmingur allra barna sem þjáðust af flogaveiki bætti ástandi sínu. Þetta mataræði var mikið notað í þessum hópi sjúklinga, þar til fyrsta flogaveikilyfið fannst, dífenýlhýdantóín (1938) [16].

Í lok síðustu aldar endurnýjaðu vísindamenn áhuga sinn á KD vegna hugsanlegs hlutverks þess í taugasjúkdómum. Vining o.fl. [17] rannsakað virkni KD til að draga úr flogum hjá börnum (á aldrinum 1-8 ára) sem hafa ekki svarað meðferð með tveimur krampastillandi lyfjum.

Eftir eitt ár eftir að hafa fylgt megruninni, 40% sjúklinga bentu á minnkun floga um meira en 50% og 10% sjúklinga sýndu algjörlega fjarveru floga.

Rannsókn gerð af Freeman o.fl. [18] á 150 sjúklingum á aldrinum 1-16 ára með lyfjaþolna flogaveiki staðfestu taugaverndandi áhrif KD. Rannsakendur komust að því að eftir eitt ár eftir megrun fengu 27% sjúklinga minnkun á flogum um meira en 90%. Eftir 10 ár, Neal o.fl. [19] framkvæmdi slembiraðaða samanburðarrannsókn sem staðfesti mikilvægu hlutverki KD við stjórn á flogaveikiflogum.

Eftir 3 mánaða megrun sást fækkun floga um meira en 50% hjá 38% sjúklinga á aldrinum 2–16 ára. Ennfremur benda nýlegar rannsóknir til þess að KD geti haft góð áhrif á gang annarra taugasjúkdóma, þar á meðal Alzheimerssjúkdóm (AD) ) og Parkinsonsveiki (PD) [20–22].

1.2. Tegundir og einkenni ketógenískra mataræðis

Nú á dögum eru til margar tegundir af ketógenískum mataræði, mismunandi í hlutföllum stórnæringarefna, sem gerir kleift að sníða mataræðið að sérstökum þörfum sjúklingsins. Mynd 1 sýnir samanburð á völdum breytingum á ketógen mataræði og hlutföllum næringarefna þeirra.

1.2.1. Klassískt ketógenískt mataræði (CKD)

Klassískt ketógen mataræði einkennist af miklu fituinnihaldi í fæðunni, hóflegri próteinneyslu og lítilli kolvetnaneyslu, með næringarefnahlutfallinu 4:1 [23]. Theketogenic mataræði takmarkar kolvetnainntöku við 10% af heildar daglegri kaloríuinntöku. Af því leiðir að einstaklingur með daglega orkuþörf upp á 2000 kcal getur neytt allt að 50 g af kolvetnum.

Hins vegar, í upphafi mataræðisins, ætti að takmarka kolvetni við um það bil 20 g á dag. Svo lágt kolvetnaframboð tryggir að líkaminn aðlagar sig og beinir efnaskiptum til að nota fitusýrur sem aðalorkugjafa.

1.2.2. Breytingar á klassískum ketógenískum mataræði

Próteinríkt ketógenískt mataræði (MAD)

Hið próteinríka ketógen mataræði er einnig þekkt sem Modified Atkins Diet (MAD) [24]. Innleiðingarfasinn varir endalaust og á þessum áfanga er kolvetnaneysla ekki meira en 20 g á dag. MAD gerir ráð fyrir að hlutfall fitu og kolvetna og próteina samanlagt sé 1-2:1 [24,25]. Þetta mataræði felur ekki í sér að takmarka magn próteina eða kaloría sem neytt er, sem gerir það auðveldara að viðhalda og einnig auðveldara að stjórna [25].

Meðalkeðju þríglýseríð mataræði (MCTD)

MTCD er tegund KD þar sem meðalkeðju þríglýseríð (MTC) eru ríkjandi [26]. MTCD veitir hraðari frásog þríglýseríða í blóðrásina. Að skipta út langkeðju fitusýrum fyrir stuttar fitusýrur, sem umbrotna hraðar, leiðir til þess að fleiri ketónlíkama fást á hverja kílókaloríu.

Hærri skilvirkni þessa ferlis leiðir til minni þörf fyrir fitu, sem gerir það mögulegt að neyta meira magns af kolvetnum og próteinum [27]. Þetta er grundvallarmunur sem ákvarðar langtíma viðhald mataræðisins, þar sem það er minna strangt en klassískt KD [28,29]. Að auki bætir þessi tegund af mataræði starfsemi hvatbera [30].

Meðalkeðju þríglýseríð mataræði (MCTD)

MTCD er tegund KD þar sem meðalkeðju þríglýseríð (MTC) eru ríkjandi [26]. MTCD veitir hraðari frásog þríglýseríða í blóðrásina. Að skipta út langkeðju fitusýrum fyrir stuttar fitusýrur, sem umbrotna hraðar, leiðir til þess að fleiri ketónlíkama fást á hverja kílókaloríu.

Hærri skilvirkni þessa ferlis leiðir til minni þörf fyrir fitu, sem gerir það mögulegt að neyta meira magns af kolvetnum og próteinum [27]. Þetta er grundvallarmunur sem ákvarðar langtíma viðhald mataræðisins, þar sem það er minna strangt en klassískt KD [28,29]. Að auki bætir þessi tegund af mataræði starfsemi hvatbera [30].

Mjög lítið kaloría ketógenískt mataræði (VLCKD)

Kolvetnaneysla á þessu mataræði er á bilinu 20-50 g á dag eða kannski innan við 10% á 2000 kcal á dag [31]. Vegna einstakra mismuna geta ekki allir sjúklingar náð ketósu með þessum næringarefnahlutföllum. Þessa breytingu er hægt að nota sem örvunarfæði með hærra próteininnihaldi.

Meðferð með lágum blóðsykri (LGIT)

Lágur blóðsykursstuðull meðferð (LGIT) er valkostur við ketógen mataræði. Þetta er fituríkt fæði þar sem það er grundvallaratriði að skipta út matvælum með háan blóðsykursvísitölu (GI) fyrir matvæli með lágt GI.

GI gefur til kynna hversu mikið matur hækkar blóðsykursgildi samanborið við sama magn af viðmiðunarkolvetnum [32]. Þrátt fyrir að þetta mataræði leiði ekki til stöðugrar ketósu, hefur það jákvæð áhrif á umbrot kolvetna. Það er auðveldara fyrir sjúklinga að viðhalda því og er því vinsælt hjá yngri sjúklingum á sjúkrahúsvist [1].

Hringlaga ketógenískt mataræði (CKD)

Þetta samanstendur af lotubundnum tímabilum með klassískum ketógenískum mataræði og hákolvetnafæði (með 45–65% kolvetni). Hið síðarnefnda miðar að því að endurnýja glýkógenbirgðir í vöðvum [33].

Miðað ketógenískt mataræði (TKD)

Þessi tegund af ketógenískum mataræði gerir einstaklingi kleift að neyta meira kolvetna við mikla líkamlega áreynslu til að viðhalda frammistöðu án þess að hafa áhrif á ástand ketósu [33].

2. Efnaskiptabreytingar í heilanum sem tengjast ketógenískum mataræði

Þó að heilinn sé aðeins um 2% af líkamsþyngd er hann orkufrekasta líffæri líkamans. Það er vitað að ekki aðeins glúkósa getur verið uppspretta orku fyrir heilann, heldur einnig ketón sem geta mætt allt að 60% af heildarorkuþörf heilans [34].

Vaxandi magn rannsókna sýnir að ketógen mataræði með lífefnafræðilegum ferlibreytingum getur haft jákvæð áhrif á heilastarfsemi og getur skilað lækningalegum ávinningi fyrir margs konar taugasjúkdóma. Fituríkt mataræði miðar að því að framkalla ástand ketósu í líkamanum, sem einkennist af aukinni fitusundrun sem og ketógenmyndun [35].

Eins og sést á mynd 2 eru fitusýrurnar mjög oxaðar í lifur, sem leiðir til myndunar verulegs magns af ketónlíkamum (KBs), eins og asetóasetati (ACA), D(-)3-hýdroxýbútýrati (D-HB, - HB) og asetóni. Fyrstu tveir geta farið inn í sítrónusýruhringinn (tríkarboxýlsýru hringrás, TCA hringrás) og verið notaðir til að fá ATP af taugafrumum.

Leino o.fl. [36] sýndi fram á að magn mónókarboxýlat flutningsefnis (MCT), sem er ábyrgt fyrir KBs flutningi yfir blóð-heila þröskuldinn (BBB), er aukið dýradýr sem eru fóðruð á KD mataræði samanborið við viðmið sem eru fóðraðir með aðallega kolvetnisfæði. Aukinn flutningur ketónlíkama var einnig staðfestur af Bentourkia o.fl. [37] með því að nota positronemission tomography (PET) og 11C-merkta ACA.

Þessi rannsókn sýndi fram á sjö til áttföldun á upptöku 11C-ACA í heila í ketósuástandi af völdum KD eða hungursneyð, samanborið við viðmið sem fengu kolvetnaríkt fæði. Í kjölfarið er framleitt KBs breytt í asetýl-CoA í vefjum utan lifrar og taka þátt í sítrónusýruhringnum sem orkugjafi [38].

Eins og sýnt er í dýratilraunum hefur orkuöflun frá ketónlíkama marga kosti sem tengjast starfsemi taugakerfisins. Meðal annars eykur umbreyting þeirra heildarorkusafnið, sem er notað af taugafrumum til að framleiða taugaboðefni [39]. Athyglisvert er að -HB hamlar fitusundrun og stjórnar þannig blóðmyndun og ketógenmyndun [5], með virkjun hýdroxýkarboxýlsýruviðtaka 2 (HCA2, PUMA-G) , GPR109A).

Mýs sem skortir þennan viðtaka sýna meiri fitusundrun og ketógenmyndun, sem gefur til kynna að þessi viðtaki sé nauðsynlegur til að hindra fitusundrun með -HB [40]. Nýjustu rannsóknir sýna að KD getur breytt hlutfalli NAD+/NADH, aukið aðgengi NAD+ í heilanum, sem hefur veruleg áhrif á frumuferli sem taka þátt í bólgusvörun, viðgerð á DNA skemmdum og dægursveiflu [14,41].

Þetta gerir ketógen mataræðið fært um að draga úr einkennum sjúkdóma þar sem meingerð tengist áðurnefndum ferlum.

2.1. Áhrif ketógenískrar mataræðis á umbrot glúkósa]

Þegar framboð á kolvetnum úr fæðunni er ófullnægjandi fær heilinn orku með ketógenmyndun. Margar rannsóknir benda til þess að breyting á umbrotum í heila frá glúkósaoxun yfir í nýtingu ketón líkama krefst aðlögunar [42-44].

Þegar lífveran hefur aðlagast að því að nota KBs sem aðalorkugjafa getur hún þekja allt að 60-70% af orkunni sem þarf til að heilinn virki rétt [34,45]. Rannsókn og meta-greining gerð af Zhang o.fl. [46] sannaði að hraði heilaaðlögunar veltur á lengd sem og alvarleika ketósu. The Zilberter et al. [2] greining komst að þeirri niðurstöðu að KBs virka með því að spara glúkósa frekar en að hindra glýkólýsu.

Vegna þessa fyrirkomulags sinnir glúkósa öðrum aðgerðum sem ekki er hægt að skipta um, þ.e. nýmyndun annarra efnasambanda, eins og alanín [47] og glútamat [48], glýkógenmyndun og andoxunarvörn [2]. Glúkósa er flutt í heilanum með þremur ísómyndir glúkósaflutninga (GLUT):(1) 55 kDa GLUT 1, tjáð af æðaþelsfrumum, (2) 45 kDa GLUT 1, tjáð af stjarnfrumur, (3) GLUT 3, framleitt af taugafrumum [49].

Leino o.fl. [36] leiddi í ljós að GLUT1-gildi eru hækkuð í æðaþelsfrumum og taugatöflu rotta sem settar eru í ketósu, samanborið við hóp sem er fóðraður með mikið kolvetnisfæði. Aukinn glúkósaflutningur til heilans getur einnig tengst verkun insúlínlíks vaxtarþáttar (IGF1).

Rottur sem fengu ketógenfæði með orkutakmörkun sýndu aukna tjáningu á (1) insúlínlíkum vaxtarþáttum IGF1 viðtökum í öllum hlutum heilans, (2) IGF1 bindandi próteini, sem hindrar IGF1 próteingreiningu, í Purkinje frumum og (3) GLUT 1, GLUT 3 mRNA [50].

Tilraunarannsóknir á áhrifum IGF1 á músarheila hafa sýnt að það virkar samverkandi með insúlíni við flutning glúkósaflutningsefnisins GLUT1 yfir í stjarnfrumuhimnuna, sem stuðlar að auknum flutningi glúkósa til heilans [51].

Á sama tíma er umbrot stjarnfruma aukið með KD [52]. Stjörnufrumur virkja glýkólýsu og glýkógenólýsu, sem veita orku til að viðhalda nauðsynlegum aðgerðum þessara frumna, svo sem að fjarlægja umfram glútamats og K+jóna úr taugamótaklofi [53].

2.2. Áhrif ketógenískrar mataræðis á amínósýruefnaskipti og nýmyndun taugaboðefna; glútamat-glútamín hringrás

Glútamat er örvandi amínósýra og því verður að halda styrk hennar í taugamótinu í lágmarki. Það er flutt með blöðrum glútamatflutninga (VGLUT). Verkun þeirra er háð Cl− jónum, sem virka sem allósterísk mótunartæki.

Skortur á þessum jónum hindrar glútamatergic flutning [54]. Juge o.fl. [55] sýndi fram á að ketónlíkamar valda afturkræfri hömlun á glútamatflutningi í hippocampal taugafrumum með því að bindast við Cl-jónastaðinn. ACA sýndi sterkari áhrif en önnur milliefni frumuefnaskipta, svo sem -HB og pýruvat.

Langtímaneysla á fitu-undirstaða mataræði með samhliða lækkun á kolvetnum eykur flæði í gegnum TCA hringrásina með aukinni framleiðslu á asetýl-CoA og aukinni virkni asetýl-CoA hvarfsins við oxaloacetat [52].

Leiðin til að fá glútamat er einnig efld vegna minnkaðs framboðs oxalóasetats samanborið við lífeðlisfræðilegt ástand, sem afleiðing af aukinni nýtingu þessa efnasambands í hvarfinu við asetýl-CoA í sítrónusýruhringnum [52].

Þetta veldur minni umbreytingu glútamats í aspartat í efnahvarfinu glútamat + oxalasetat=aspartat + -ketoglútarat [56] (sjá mynd 3). Rannsóknir á ketónískum músum hafa sýnt að leucínstyrkur var hærri í bæði blóði og framheila þessara dýra, en styrkur glútamats og glútamíns var ekki frábrugðinn samanburði við samanburðarhópa sem fengu aðallega kolvetnisfæði [56].

Þetta getur leitt til aukins flutnings á glútamati með stjarnfrumum til taugafrumna, sem krefst afhendingu ammoníaksameindar [57], aðallega mynduð úr leusíni [58]. Þessar rannsóknir benda til stækkunar á tiltækum glútamati sem getur stuðlað að myndun hamlandi taugaboðefnisins gamma-amínósmjörsýru (GABA), eins og staðfest er með rannsóknum á taugamótum með háum styrk ACA [59].

Ennfremur leiddu rannsóknir með 13C merktum glúkósa og asetati í ljós að kolefnið sem fannst í GABA í ketósu ástandinu var unnið úr asetati [52]. Aukið hlutfall GABA/glútamíns kom einnig fram.

For more information:1950477648nn@gmail.com