Ketogēnas diētas terapeitiskā loma neiroloģisku traucējumu gadījumā 1. daļa

Abstract:

Ketogēnā diēta (KD) ir diēta ar augstu tauku saturu, zemu ogļhidrātu un pietiekamu olbaltumvielu daudzumu, kas nesen ir ieguvusi popularitāti neiroloģisko slimību (ND) kontekstā.

Līdz ar mūsdienu dzīvesveida izmaiņām, tauku saturs bagāts uzturs ir kļuvis par ikdienas izvēli arvien vairāk cilvēku. Daudzi cilvēki uztraucas, ka augsta tauku satura diēta kaitēs atmiņai, taču patiesībā saistība starp diētu ar augstu tauku saturu un atmiņu nav melna un balta.

Pirmkārt, ir jābūt skaidram, ka taukiem ir noteikta ietekme uz mūsu ķermeni un smadzenēm. Tauki nodrošina enerģiju, veicina ķermeņa augšanu un saglabā šūnu membrānu integritāti. Turklāt tauki ir arī ļoti svarīgi smadzeņu veselībai. Lielāko daļu smadzeņu veido tauki, kas aizsargā neironus no bojājumiem un palīdz uzturēt labu neirotransmisiju.

Tomēr diēta ar augstu tauku saturu negatīvi ietekmē ķermeni un var kaitēt atmiņai. Pētījumi liecina, ka augsta tauku satura diēta var izraisīt insulīna rezistenci, kas ietekmē ķermeņa cukura līmeni asinīs un tādējādi ietekmē smadzeņu darbību. Turklāt augsta tauku satura diēta var ietekmēt arī asins plūsmu un skābekļa piegādi, samazināt smadzeņu darbību un tādējādi ietekmēt koncentrēšanos un atmiņu.

Tomēr tas nenozīmē, ka mums ir pilnībā jāizvairās no taukiem. Tauki ir būtiska uzturviela mūsu ikdienas uzturā, un pareiza tauku uzņemšana palīdz uzturēt ķermeņa un smadzeņu veselību. Tāpēc mums ir jāievēro princips "vispirms atbilstošs daudzums", jālieto atbilstošs tauku daudzums un jāizvairās no pārmērīgas uzņemšanas, jo īpaši no neveselīgiem augsta tauku satura pārtikas produktiem.

Turklāt daži pētījumi liecina, ka dažas taukskābes ir labvēlīgas atmiņai. Piemēram, omega{0}} taukskābes var veicināt neironu veidošanos un uzturēšanu, uzlabojot smadzeņu izziņas un mācīšanās spējas. Ir daži pārtikas produkti, kas ir bagāti ar omega-3 taukskābēm, piemēram, lasis, menca, linu sēklas utt., un jūs varat attiecīgi palielināt šo pārtikas produktu uzņemšanu, lai gūtu labumu.

Kopumā saistība starp diētu ar augstu tauku saturu un atmiņu ir sarežģīta, un mums nevajadzētu vienkārši uzskatīt, ka visi pārtikas produkti ar augstu tauku saturu ir kaitīgi. Mērenas maltītes, rūpīga tauku veidu un daudzuma izvēle un dažu labvēlīgu pārtikas produktu pievienošana var palīdzēt saglabāt veselīgu atmiņu. Var redzēt, ka mums ir jāuzlabo atmiņa, un Cistanche deserticola var ievērojami uzlabot atmiņu, jo Cistanche deserticola ir tradicionāls ķīniešu ārstniecības materiāls, kam ir daudz unikālu efektu, no kuriem viens ir atmiņas uzlabošana. Cistanche deserticola iedarbīgumu nodrošina vairākas tajā esošās aktīvās sastāvdaļas, tostarp miecskābe, polisaharīdi, flavonoīdu glikozīdi utt. Šīs sastāvdaļas var veicināt smadzeņu veselību, izmantojot dažādus ceļus.

Noklikšķiniet uz Zināt veidus, kā uzlabot atmiņu

Šo slimību patoģenēzes sarežģītība nozīmē, ka joprojām trūkst efektīvu ārstēšanas formu. Tradicionālā terapija bieži ir saistīta ar pieaugošu toleranci un/vai zāļu rezistenci.

Līdz ar to tiek meklētas efektīvākas terapeitiskās stratēģijas, lai palielinātu pieejamo terapijas formu efektivitāti un uzlabotu pacientu dzīves kvalitāti. Pašlaik šķiet, ka KD var sniegt terapeitiskus ieguvumus pacientiem ar neiroloģiskām problēmām, efektīvi kontrolējot līdzsvaru starp pro- un antioksidantu procesiem un pro-izzinošiem un inhibējošiem neirotransmiteriem, kā arī modulējot iekaisumu vai mainot zarnu mikrobioma sastāvu.

Šajā pārskatā mēs novērtējām KD iespējamo terapeitisko efektivitāti epilepsijas, depresijas, migrēnas, Alcheimera slimības un Parkinsona slimības gadījumā. Mūsuprāt, KD ir jāuzskata par adjuvantu terapeitisku līdzekli dažām neiroloģiskām slimībām.

Atslēgvārdi: ketogēna diēta; neiroloģiski traucējumi; epilepsija; depresija; migrēna; Alcheimera slimība; Parkinsona slimība.

1. Ketogēna diēta

Ketogēnā diēta (KD) ir diēta ar augstu tauku saturu, pietiekami daudz olbaltumvielu un zemu ogļhidrātu saturu [1]. Šādas makroelementu proporcijas izmaiņas izraisa glikozes aizturēšanu un pastiprinātu ketoģenēzi [2]. Šis vielmaiņas stāvoklis ir pazīstams kā "uztura ketoze".

Arvien vairāk pētījumu liecina, ka ketogēna diēta var pozitīvi ietekmēt smadzeņu funkcijas un perifēros orgānus un tādējādi sniegt terapeitiskus ieguvumus dažādiem neiroloģiskiem stāvokļiem [3,4]. Lai gan ketogēnās diētas molekulārie darbības mehānismi ir neskaidri, pieaugošie pētījumi liecina, ka KD var būt svarīgs elements centrālās nervu sistēmas (CNS) slimību ārstēšanā.

Pavisam nesen tika pierādīts, ka KD var ietekmēt slimību gaitu, modulējot iekaisumu [5–10], kontrolējot līdzsvaru starp pro- un antioksidantu procesiem [11–14] un/vai mainot zarnu mikrobioma sastāvu [15]. .

1.1. Ketogēnās diētas vēsture

Ketogēnās diētas izcelsme ir badošanās laikā, kas kopš seniem laikiem ir izmantota epilepsijas ārstēšanai. 1921. gadā Vudjats atklāja, ka gan bads, gan augsta tauku satura diēta noved pie ketozes stāvokļa.

Tajā pašā gadā Rasels Vailders KD ieviesa Mayo klīnikā kā epilepsijas ārstēšanu [16]. Tolaik tika uzskatīts, ka vairāk nekā pusei bērnu, kas cieš no epilepsijas, viņu stāvoklis ir uzlabojies. Šo diētu plaši izmantoja šajā pacientu grupā, līdz tika atklāts pirmais epilepsijas līdzeklis - difenilhidantoīns (1938) [16].

Pagājušā gadsimta beigās zinātnieki atjaunoja savu interesi par KD, ņemot vērā tās iespējamo lomu neiroloģisku traucējumu ārstēšanā. Vinings et al. [17] pētīja KD efektivitāti krampju mazināšanā bērniem (vecumā no 1 līdz 8 gadiem), kuri līdz šim nav reaģējuši uz ārstēšanu ar diviem pretkrampju līdzekļiem.

Pēc viena gada diētas ievērošanas 40% pacientu novēroja krampju samazināšanos par vairāk nekā 50%, un 10% pacientu krampju vispār nebija.

Pētījums, ko veica Freeman et al. [18] 150 pacientiem vecumā no 1 līdz 16 gadiem ar zālēm rezistentu epilepsiju apstiprināja KD neiroprotektīvo iedarbību. Pētnieki novēroja, ka pēc viena gada pēc diētas 27% pacientu krampju skaits samazinājās par vairāk nekā 90%. Pēc 10 gadiem Nīls et al. [19] veica randomizētu kontrolētu pētījumu, kas apstiprināja KD svarīgo lomu epilepsijas lēkmju kontrolē.

Pēc 3 mēnešu diētas krampju skaita samazināšanās par vairāk nekā 50% tika novērota 38% pacientu vecumā no 2 līdz 16 gadiem. Turklāt jaunākie pētījumi liecina, ka KD var labvēlīgi ietekmēt citu neiroloģisko slimību, tostarp Alcheimera slimības (AD) gaitu. ) un Parkinsona slimību (PD) [20–22].

1.2. Ketogēno diētu veidi un īpašības

Mūsdienās ir daudz veidu ketogēno diētu, kas atšķiras ar makroelementu proporcijām, kas ļauj pielāgot diētu pacienta īpašajām vajadzībām. 1. attēlā parādīts atlasīto ketogēnās diētas modifikāciju un to makroelementu attiecību salīdzinājums.

1.2.1. Klasiskā ketogēnā diēta (CKD)

Klasisko ketogēno diētu raksturo augsts uztura tauku saturs, mērens olbaltumvielu patēriņš un zems ogļhidrātu patēriņš ar makroelementu attiecību 4:1 [23]. Ketogēnā diēta ierobežo ogļhidrātu uzņemšanu līdz 10% no kopējās ikdienas kaloriju daudzuma. No tā izriet, ka cilvēks ar ikdienas enerģijas patēriņu 2000 kcal var patērēt līdz 50 g ogļhidrātu.

Tomēr diētas sākuma fāzē ogļhidrāti jāierobežo līdz aptuveni 20 g dienā. Tik zems ogļhidrātu daudzums nodrošina, ka organisms pielāgojas un novirza vielmaiņu, lai izmantotu taukskābes kā galveno enerģijas avotu.

1.2.2. Klasiskās ketogēnās diētas modifikācijas

Ketogēna diēta ar augstu olbaltumvielu saturu (MAD)

Ketogēno diētu ar augstu olbaltumvielu daudzumu sauc arī par modificēto Atkinsa diētu (MAD) [24]. Indukcijas fāze ilgst neierobežotu laiku, un šajā posmā ogļhidrātu uzņemšana nepārsniedz 20 g dienā. MAD pieņem, ka tauku attiecība pret ogļhidrātiem un olbaltumvielām kopā ir 1–2:1 [24,25]. Šī diēta neietver olbaltumvielu vai patērēto kaloriju daudzuma ierobežošanu, padarot to vieglāk uzturējamu un arī vieglāk pārvaldāmu [25].

Vidējas ķēdes triglicerīdu diēta (MCTD)

MTCD ir KD veids, kurā dominē vidējas ķēdes triglicerīdi (MTC) [26]. MTCD nodrošina ātrāku triglicerīdu uzsūkšanos asinsritē. Garo ķēžu taukskābju aizstāšana ar īsās ķēdes taukskābēm, kuras tiek metabolizētas ātrāk, iegūst vairāk ketonu ķermeņu uz kilokalorijām.

Šī procesa augstāka efektivitāte rada mazāku nepieciešamību pēc taukiem, tādējādi ļaujot patērēt lielākus ogļhidrātu un olbaltumvielu daudzumus [27]. Tā ir būtiska atšķirība, kas nosaka diētas uzturēšanu ilgtermiņā, jo tā ir mazāk stingra nekā klasiskā KD [28,29]. Turklāt šāda veida diēta uzlabo mitohondriju darbību [30].

Vidējas ķēdes triglicerīdu diēta (MCTD)

MTCD ir KD veids, kurā dominē vidējas ķēdes triglicerīdi (MTC) [26]. MTCD nodrošina ātrāku triglicerīdu uzsūkšanos asinsritē. Garo ķēžu taukskābju aizstāšana ar īsās ķēdes taukskābēm, kuras tiek metabolizētas ātrāk, iegūst vairāk ketonu ķermeņu uz kilokalorijām.

Šī procesa augstāka efektivitāte rada mazāku nepieciešamību pēc taukiem, tādējādi ļaujot patērēt lielākus ogļhidrātu un olbaltumvielu daudzumus [27]. Tā ir būtiska atšķirība, kas nosaka diētas uzturēšanu ilgtermiņā, jo tā ir mazāk stingra nekā klasiskā KD [28,29]. Turklāt šāda veida diēta uzlabo mitohondriju darbību [30].

Ketogēna diēta ar ļoti zemu kaloriju daudzumu (VLCKD)

Ogļhidrātu uzņemšana ar šo diētu svārstās no 20 līdz 50 g dienā vai varbūt mazāk nekā 10% no 2000 kcal dienā [31]. Individuālo atšķirību dēļ ne katrs pacients var sasniegt ketozi ar šīm makroelementu attiecībām. Šo modifikāciju var izmantot kā indukcijas toketogēnas diētas ar lielāku olbaltumvielu saturu.

Zema glikēmiskā indeksa ārstēšana (LGIT)

Zema glikēmiskā indeksa ārstēšana (LGIT) ir alternatīva ketogēnajai diētai. Tā ir augsta tauku satura diēta, kurā ļoti svarīga ir augsta glikēmiskā indeksa (GI) pārtikas aizstāšana ar zemu GI pārtiku.

GI norāda, cik daudz pārtikas paaugstina glikozes līmeni asinīs, salīdzinot ar tādu pašu atsauces ogļhidrātu daudzumu [32]. Lai gan šī diēta neizraisa nepārtrauktu ketozi, tai ir pozitīva ietekme uz ogļhidrātu vielmaiņu. Pacientiem to ir vieglāk uzturēt, un tāpēc tas ir populārs gados jaunāku pacientu vidū hospitalizācijas laikā [1].

Cikliska ketogēna diēta (CKD)

Tas sastāv no klasiskās ketogēnās diētas un augsta ogļhidrātu satura (ar 45–65% ogļhidrātu) cikliskiem periodiem. Pēdējais ir paredzēts glikogēna krājumu papildināšanai muskuļos [33].

Mērķtiecīga ketogēna diēta (TKD)

Šāda veida ketogēna diēta ļauj cilvēkam patērēt vairāk ogļhidrātu intensīvas fiziskās aktivitātes laikā, lai saglabātu veiktspēju, vienlaikus neietekmējot ketozes stāvokli [33].

2. Metaboliskas izmaiņas smadzenēs, kas saistītas ar ketogēno diētu

Lai gan smadzenes veido tikai aptuveni 2% no ķermeņa svara, tās ir visenerģijas ietilpīgākais orgāns organismā. Ir zināms, ka ne tikai glikoze var būt smadzeņu enerģijas avots, bet arī ketoni, kas var apmierināt līdz pat 60% no smadzeņu kopējās enerģijas vajadzības [34].

Arvien vairāk pētījumu liecina, ka ketogēnā diēta, mainot bioķīmiskos ceļus, var pozitīvi ietekmēt smadzeņu funkcijas un sniegt terapeitisku labumu dažādiem neiroloģiskiem stāvokļiem. Taukiem bagāta uztura mērķis ir izraisīt ketozes stāvokli organismā, kam raksturīga pastiprināta lipolīze, kā arī ketoģenēze [35].

Kā parādīts 2. attēlā, taukskābes tiek intensīvi oksidētas aknās, kā rezultātā veidojas ievērojams daudzums ketonķermeņu (KB), piemēram, acetoacetāts (ACA), D(-)3-hidroksibutirāts (D-HB, - HB) un acetonu. Pirmie divi var iekļūt citronskābes ciklā (trikarbonskābes cikls, TCA cikls) un tikt izmantoti, lai neironi iegūtu ATP.

Leino et al. [36] parādīja, ka monokarboksilāta transportētāja (MCT), kas ir atbildīga par KB transportēšanu caur hematoencefālisko barjeru (BBB), līmenis ir paaugstināts dzīvniekiem, kuri tiek baroti ar KD diētu, salīdzinot ar kontrolēm, kuras baro galvenokārt ar ogļhidrātu diētu. Palielinātu ketonvielu transportēšanu apstiprināja arī Bentourkia et al. [37] izmantojot pozitronemisijas tomogrāfiju (PET) un 11C iezīmētu ACA.

Šis pētījums parādīja septiņas līdz astoņas reizes lielāku 11C-ACA uzņemšanu smadzenēs ketozes stāvoklī, ko izraisīja KD vai bads, salīdzinot ar kontrolgrupām, kuras baroja ar ogļhidrātiem bagātu diētu. Pēc tam saražotie KB ekstrahepatiskajos audos tiek pārveidoti par acetil-CoA un piedalās citronskābes ciklā kā enerģijas avots [38].

Kā liecina eksperimenti ar dzīvniekiem, enerģijas iegūšanai no ketonu ķermeņiem ir daudz priekšrocību, kas ir saistītas ar nervu sistēmas funkcijām. Cita starpā to transformācija palielina kopējo enerģijas baseinu, ko neironi izmanto neirotransmiteru ražošanai [39]. Interesanti, ka -HB inhibē lipolīzi, tādējādi kontrolējot hemostāzi un ketoģenēzi [5], aktivizējot hidroksikarbonskābes receptoru 2 (HCA2, PUMA-G). , GPR109A).

Šim receptoram ir lielāka lipolīzes un ketoģenēzes intensitāte, kas norāda, ka šis receptors ir būtisks, lai kavētu lipolīzi ar -HB [40]. Jaunākie pētījumi liecina, ka KD var mainīt NAD+/NADH attiecību, palielinot NAD+ pieejamību. smadzenēs, kam ir būtiska ietekme uz šūnu ceļiem, kas saistīti ar iekaisuma reakciju, DNS bojājumu novēršanu un diennakts ritma regulēšanu [14,41].

Tas padara ketogēno diētu spējīgu atvieglot tādu slimību simptomus, kuru patoģenēze ir saistīta ar iepriekš minētajiem procesiem.

2.1. Ketogēnas diētas ietekme uz glikozes vielmaiņu]

Ja ogļhidrātu daudzums no uztura ir nepietiekams, smadzenes iegūst enerģiju ketoģenēzes ceļā. Vairāki pētījumi liecina, ka smadzeņu metabolisma pāreja no glikozes oksidācijas uz ketonu ķermeņa izmantošanu prasa adaptāciju [42–44].

Kad organisms ir pielāgojies KB kā galvenā enerģijas avota izmantošanai, tas var segt līdz pat 60–70% enerģijas, kas nepieciešama pareizai smadzeņu darbībai [34,45]. Pētījums un metaanalīze, ko veica Džans et al. [46] pierādīja, ka smadzeņu adaptācijas ātrums ir atkarīgs no ketozes ilguma, kā arī smaguma pakāpes. Zilberter et al. [2] analīzē secināts, ka KB darbojas, taupot glikozi, nevis kavējot glikolīzi.

Pateicoties šim mehānismam, glikoze veic citas funkcijas, kurās to nevar aizstāt, ti, citu savienojumu, piemēram, alanīna [47] un glutamāta [48], biosintēzi, glikoģenēzi un antioksidantu aizsardzību [2]. Glikoze smadzenēs tiek transportēta ar trīs palīdzību. glikozes transportētāju (GLUT) izoformas: (1) 55 kDa GLUT 1, ko ekspresē endotēlija šūnas, (2) 45 kDa GLUT 1, ko ekspresē astrocīti, (3) GLUT 3, ko ražo neironi [49].

Leino et al. [36] atklāja, ka GLUT1 līmenis ir paaugstināts endotēlija šūnās un žurkām, kas nonāk ketozē, salīdzinot ar grupu, kas tiek barota ar augstu ogļhidrātu saturu. Pastiprināta glikozes transportēšana uz smadzenēm var būt saistīta arī ar insulīnam līdzīgā augšanas faktora (IGF1) darbību.

Žurkas, kas barotas ar ketogēno diētu ar enerģijas ierobežojumu, palielināja (1) insulīnam līdzīgo augšanas faktora IGF1 receptoru ekspresiju katrā smadzeņu daļā, (2) IGF1 saistošo proteīnu, kas inhibē IGF1 proteolīzi, Purkinje šūnās un (3) GLUT 1, GLUT. 3 mRNS [50].

Eksperimentālie pētījumi par IGF1 ietekmi uz peles smadzenēm ir parādījuši, ka tas darbojas sinerģiski ar insulīnu, glikozes transportētāja GLUT1 pārvietošanai uz astrocītu šūnu membrānu, veicinot glikozes transportēšanu uz smadzenēm [51].

Tajā pašā laikā astrocītu vielmaiņu pastiprina KD [52]. Astrocīti aktivizē glikolīzi un glikogenolīzi, kas nodrošina enerģiju šo šūnu būtisku funkciju uzturēšanai, piemēram, liekā glutamāta un K+ jonu izvadīšanai no sinaptiskās plaisas [53].

2.2. Ketogēnas diētas ietekme uz aminoskābju metabolismu un neirotransmiteru sintēzi; glutamāta-glutamīna cikls

Glutamāts ir ierosinoša aminoskābe, un tāpēc tā koncentrācija sinaptiskajā spraugā ir jāsaglabā zemā līmenī. Tas tiek transportēts caur vezikulārajiem glutamāta transportieriem (VGLUT). To darbība ir atkarīga no Cl- joniem, kas darbojas kā allosteriskie modulatori.

Šo jonu trūkums kavē glutamaterģisko transportu [54]. Juge et al. [55] parādīja, ka ketonu ķermeņi izraisa atgriezenisku glutamāta transporta kavēšanu hipokampu neironos, saistoties ar Cl-jonu vietu. ACA uzrādīja spēcīgāku efektu nekā citi šūnu metabolisma starpprodukti, piemēram, -HB un piruvāts.

Ilgstoša uz taukiem balstītas diētas lietošana ar vienlaicīgu ogļhidrātu samazināšanu palielina plūsmu caur TCA ciklu, pastiprinot acetil-CoA ražošanu un pastiprinot acetil-CoA reakcijas aktivitāti ar oksaloacetātu [52].

Glutamāta iegūšanas ceļu pastiprina arī samazināta oksaloacetāta pieejamība salīdzinājumā ar fizioloģisko stāvokli, jo citronskābes ciklā notiek šī savienojuma pastiprināta izmantošana reakcijā ar acetil-CoA [52].

Tas izraisa samazinātu glutamāta pārvēršanos par aspartātu reakcijā glutamāts + oksaloacetāts=aspartāts + -ketoglutarāts [56] (sk. 3. attēlu). Pētījumi ar ketoniskām pelēm ir parādījuši, ka leicīna koncentrācija bija augstāka gan asinīs, gan šo dzīvnieku priekšējās smadzenes, savukārt glutamāta un glutamīna koncentrācijas neatšķīrās, salīdzinot ar kontrolgrupām, kuras baroja galvenokārt ar ogļhidrātu diētu [56].

Tas var izraisīt palielinātu glutamāta transportēšanu ar astrocītiem uz neironiem, kas prasa amonjaka molekulas piegādi [57], kas galvenokārt iegūta no leicīna [58]. Šie pētījumi liecina par pieejamā glutamāta kopuma palielināšanos, kas var veicināt inhibējošā neirotransmitera gamma-aminosviestskābes (GABA) sintēzi, kā to apstiprināja pētījumi ar sinaptosomām, izmantojot augstas ACA koncentrācijas [59].

Turklāt pētījumi, kuros izmantoja ar 13C iezīmētu glikozi un acetātu, atklāja, ka ogleklis, kas atrodams GABA ketozes stāvoklī, ir iegūts no acetāta [52]. Tika novērota arī palielināta GABA/glutamīna attiecība.

For more information:1950477648nn@gmail.com