Pasninkas sukelia neuroprotekcinius pokyčius, kurie gali sulėtinti demencijos progresavimą

Nauja apžvalga atskleidžia, kaip laiko apribojimai valgymo metu sukelia įvykių grandinę žarnyne ir smegenyse, kuri gali padėti išvengti Alzheimerio, Parkinsono ir kitų neurodegeneracinių ligų.

Protarpinis badavimas ir žarnyno ir smegenų ašis

Žurnale „Nutrients“ paskelbtoje apžvalgoje buvo nagrinėjami esami ikiklinikiniai ir riboti klinikiniai duomenys, rodantys, kad protarpinis badavimas (IF) gali padėti sumažinti baltymų toksinį kiekį, palaikyti sinapsinę funkciją ir atkurti glijos bei imuninę homeostazę keliuose skirtingų neurodegeneracinių sutrikimų modeliuose.

Tyrimai susiejo IG su padidėjusiu bakterijų, kurios, kaip žinoma, gamina naudingus metabolitus ir reguliuoja imuninį atsaką, kiekiu. Iš šių metabolitų ypatingą vaidmenį atlieka trumpos grandinės riebalų rūgštys (SCFA), svarbios signalizacijos molekulės žarnyno ir smegenų ašyje (GBA). Įrodymai rodo, kad IG atlieka vaidmenį didinant SCFA gaminančių bakterijų, tokių kaip Eubacterium rectale, Roseburia spp. ir Anaerostipes spp., skaičių. Ikiklinikiniai tyrimai tai susiejo su padidėjusiu sinapsių tankiu hipokampe ir sumažėjusiu tau fosforilinimu Alzheimerio ligos gyvūnų modeliuose.

IG aktyvina mikrobų genų raišką, ypač skatindamas butiratą gaminančių taksonų augimą. Jis taip pat modifikuoja tulžies rūgščių metabolizmą ir reguliuoja triptofano kelius, gerindamas neuromoduliacinių metabolitų, tokių kaip serotoninas ir kinureninas, gamybą. IG yra susijęs su cirkuliuojančių monocitų, kurie atlieka svarbų vaidmenį organizmo uždegiminėje reakcijoje, skaičiaus sumažėjimu.

Lėtinis žemo laipsnio uždegimas ir uždegiminis žarnyno senėjimas vis labiau pripažįstami kaip pagrindiniai neurodegeneracijos veiksniai. Padidėjęs žarnyno pralaidumas (vadinamasis „nesandarus žarnynas“) leidžia mikrobų endotoksinams patekti į sisteminę kraujotaką, sukeldamas imuninį atsaką ir uždegiminių citokinų gamybą. IH gali padidinti SCFA gaminančių mikrobų skaičių, o tai pagerina epitelio vientisumą ir sumažina endotoksinų poveikį.

Naujausi duomenys rodo, kad IG veikia žarnyno neuromediatorių kelius, ypač tuos, kurie dalyvauja triptofano ir serotonino metabolizme. IG sąlygomis padidėja triptofano mikrobų konversija į indolo darinius, o tai gali sukelti neuroprotekcinį poveikį per arilo angliavandenilių receptorių (AhR) signalizaciją. Tai taip pat skatina žarnyno ir imuninės sistemos funkcijų pusiausvyrą.

Neurouždegimas yra jautrus cirkadiniams ritmams: sutrikusi mitybos struktūra gali sustiprinti pagumburio uždegimą. IG sumažina pagumburio lipokalino-2 ekspresiją, atkuria pagumburio homeostazę ir pagerina astrocitų klirenso kelius. IG poveikis cirkadiniams ritmams taip pat gali paveikti smegenų redokso homeostazę ir pakeisti mitochondrijų dinamiką.

Metabolinis perprogramavimas, neuroprotekcija ir protarpinis badavimas

IG gali padidinti mitochondrijų efektyvumą ir antioksidacinį pajėgumą, perkeldamas metabolinį aktyvumą nuo gliukozės prie lipidų ir ketonų substratų, tokių kaip β-hidroksibutiratas (BHB). BHB pasižymi neuroprotekciniu poveikiu dėl savo antioksidacinių savybių, mitochondrijų funkcijos moduliavimo ir žarnyno ir smegenų ašies. BHB išsaugo mitochondrijų membranos potencialą ikiklinikiniuose modeliuose ir pagerina kognityvinę funkciją sergant Alzheimerio liga ir epilepsija. Jis taip pat skatina žarnyno sveikatą, stiprindamas žarnyno barjero vientisumą. BHB derinimas su GBA ir IG sukuria tvirtą sistemą oksidaciniam stresui mažinti ir mitochondrijų bioenergetikai stiprinti.

IG aktyvina autofagiją stimuliuodamas SIRT1 ir slopindamas mTOR. SCFA taip pat veikia autofagijos genų epigenetinį reguliavimą. Padidėjusi smegenų kilmės neurotrofinio faktoriaus (BDNF) raiška, sumažėjęs amiloidinių plokštelių ir tau hiperfosforilinimas Alzheimerio ligos modeliuose, taip pat panašus poveikis Parkinsono ligos modeliuose patvirtina IG potencialą.

Esami neuroimuninės sąveikos tyrimai parodė, kad IG moduliuoja glijos ir neuronų ląstelių sąveiką ir palaiko kraujo ir smegenų barjero vientisumą. IG veikia neuroimuninę homeostazę per integruotus žarnyno ir smegenų ašies signalus, kurie reguliuoja glijos aktyvumą, citokinų tinklus ir imuninį-metabolinį atsparumą. Šios adaptacijos yra labai svarbios ilgalaikei kognityvinei funkcijai ir neuroprotekcijai.

Taikymas klinikinėje praktikoje ir perspektyvos

Norint naudoti IG klinikinėje praktikoje, reikia atidžiai įvertinti veikimo mechanizmus, saugumą, suasmeninimą ir etinius aspektus. Tai gali būti sudėtinga pažeidžiamoms grupėms, tokioms kaip vyresnio amžiaus žmonės, dėl hipoglikemijos, dehidratacijos ir mikroelementų trūkumo rizikos. Taip pat gali būti sunku laikytis nurodymų, ypač kai kognityvinis nuosmukis trukdo įprastinei priežiūrai, todėl savarankiškas IG vartojimas gali būti pavojingas. Slaugytojų stebėjimo platformos, programėlėse esantys laikmačiai ir kiti skaitmeniniai sprendimai gali padėti įveikti šiuos iššūkius.

Remiantis vis daugiau įrodymų, kad genetiniai, epigenetiniai, metabolominiai ir mikrobiominiai veiksniai formuoja individualias reakcijas į badavimą, vyksta poslinkis link tikslaus (asmeninio) badavimo. Įtraukus tokius paros biožymenis kaip melatonino ritmas, miego fazė ir kortizolio amplitudė, atsiveria perspektyvios galimybės taikyti individualų chrono-mitybos metodą. Tai gali būti ypač naudinga žmonėms, sergantiems neurodegeneraciniais sutrikimais, kurių paros ritmai dažnai būna sutrikę.

Dėl pleiotropinio IG poveikio jis yra idealus pagrindas multimodalinėms terapinėms strategijoms. Tai ypač svarbu neurodegeneracijos atveju, kai monoterapiniai metodai retai duoda ilgalaikės klinikinės naudos. Aerobinių ar jėgos treniruočių derinimas su IG kai kuriuose ikiklinikiniuose ir bandomuosiuose klinikiniuose tyrimuose davė papildomos neurokognityvinės naudos.

IH iškyla kaip potencialiai pritaikoma neuroterapinė strategija. Tobulėjant klinikiniams taikymams, bus svarbu integruoti IH į išsamią personalizuotos medicinos sistemą, naudojant skaitmenines sveikatos technologijas, multiomikos biožymenis ir papildomąją terapiją. Tačiau reikėtų pažymėti, kad dauguma patvirtinamųjų duomenų šiuo metu yra gauti iš ikiklinikinių tyrimų su gyvūnais, o didelio masto tyrimų su žmonėmis vis dar yra nedaug.

Būsimuose tyrimuose turėtų būti įtraukti atsitiktinių imčių kontroliuojami tyrimai, naudojant stratifikuotus dizainus, integruojant išilginius biožymenis ir atsižvelgiant į realų gydymo režimo laikymąsi.