Синапс

Дієта проти хвороб

"Скажи мені, що ти їси, і я скажу тобі, що ти є", Жан Антельм Брійа-Саварін, 1826 р.

Те, що ви споживаєте, впливає не тільки на здоров’я та зовнішній вигляд вашого тіла, але й на цілісність розуму.

Нещодавно дослідники починають це цінувати і виявили, що багато неврологічних захворювань пов’язані з погіршенням енергетичного обміну. Метаболізм передбачає обмін між споживанням ресурсів та виробленням енергії, а основний спосіб вплинути на обмін речовин - це те, що ви їсте.

Дієта використовується з різним успіхом як терапевтичний засіб проти різних неврологічних захворювань, але лише недавно дослідники починають досліджувати механізм.

Дієтотерапія при епілепсії

Кетогенна дієта, режим з високим вмістом жиру, але з низьким вмістом вуглеводів, застосовується з 1920-х років для лікування епілепсії.

Протягом майже 100 років було відомо, що кетогенна дієта може поліпшити якість життя хворих на епілепсію за рахунок зменшення судом, що визначається як раптовий сплеск дезорганізованої електричної активності мозку, але причина, чому все ще вивчається.

При кетогенній дієті нестача вуглеводів знижує рівень глюкози в крові і змушує печінку розщеплювати жир для отримання енергії, тим самим минаючи гліколіз, метаболічний шлях, який розщеплює глюкозу.

Розщеплюючи жир, утворюються кетонові тіла, які потім перетворюються в енергію шляхом окислення в мітохондріях.

По суті, ви можете увімкнути енергетичний механізм у клітині (мітохондрії), або розщеплюючи глюкозу, або розщеплюючи жир.

Дотримуючись кетогенної дієти або просто зменшуючи кількість споживаних калорій, ви розщеплюєте більше жиру.

Вважається, що користь для хворих на епілепсію випливає з двох ключових особливостей цих дієт: зменшення гліколізу та оптимізації функції мітохондрій. Зв'язок між зменшенням гліколізу та придушенням судом було показано за допомогою зміни дієти або прямого пригнічення гліколізу на моделях тварин.

Загальна теорія полягає в тому, що заспокійливий або нормалізуючий обмін речовин може придушити надмірну активацію нейронів.

Крім того, кетогенна дієта та обмеження калорій посилюють функцію мітохондрій, завдяки чому енергія виробляється ефективніше, а токсичні побічні продукти зменшуються.

Подумайте про вихлоп, який виходить з машини, коли вона працює, перетворюючи паливо в енергію. У клітині активні форми кисню (АФК) - це тип вихлопних газів, що утворюються в мітохондріальному метаболізмі, які можуть бути токсичними у великих кількостях, що називається окислювальним стресом.

Інші переваги метаболічної оптимізації, які були продемонстровані, включаючи зменшення загибелі клітин та стимулятори запалення.

Доведено навіть зменшення гліколізу, що збільшує тривалість життя здорових приматів. Нейропротекторна природа цих ефектів може пояснити, чому передбачається, що метаболізм відіграє ключову роль у тяжкості неврологічного захворювання.

Якщо є так багато переваг, включаючи більший термін життя, чому не всі використовують кетогенну дієту або обмежують калорії?

Ну, як ми дізналися з дієти Аткінса, примушування організму існувати без вуглеводів приносить більше шкоди, ніж користі в довгостроковій перспективі. Нам потрібен і гліколіз.

Потрібно провести багато роботи, щоб проаналізувати механізми або основні драйвери, необхідні для отримання переваг, але не шкоди.

Дієта як пусковий механізм захворювання

Подібно до того, як деякі дієти можуть мати позитивний вплив на здоров'я та мозок, інші також можуть додати стрес і навіть збільшити ризик захворювання.

Розсіяний склероз (РС) - це захворювання, при якому імунна система атакує захисне покриття навколо нейронів, зване мієліном, і не має відомого лікування. Однак різні втручання можуть уповільнити прогресування захворювання.

Серхіо Баранзіні, доктор філософії, тут, в UCSF, проводить дослідження, яке припускає, що дієта може насправді зіграти певну роль у спрацьовуванні або підтримці прогресування РС.

Існує лише 30% генетичного ризику для РС, що означає, що наявність генів, пов’язаних із ризиком, лише дає 30% ймовірності захворіти на захворювання. Таким чином, РС має великий компонент екологічного ризику. Баранзіні виявив, що бактеріальні спільноти кишечника, або мікробіоти, пацієнтів з РС відрізняються від здорових людей.

Спільно з співробітниками UCSD він представив цю бактеріальну спільноту МС мишам, народженим у стерильному середовищі, і виявив, що ці миші мали більш важкі симптоми захворювання після індукції моделі РС, ніж миші з нормальною мікробіотою кишечника.

Вживання їжі відіграє важливу роль у мікробному складі травної системи, і, отже, робить цей фактор ризику захворювання модифікованим: ви можете усунути ризик, змінивши поведінку.

В даний час Баранзіні працює над розумінням того, як мікробіом кишечника впливає на початок та тяжкість РС, і планує використовувати це дослідження для розробки вдосконаленої терапії, що включає дієту.

Хвороба Альцгеймера (БА) - ще одна невропатологія, де дієта вважається модифікуючим фактором ризику. Руйнівна вікова деменція внаслідок загибелі нейрональних клітин, AD також не має ліків і ще менше терапевтичних можливостей, щоб допомогти якості життя пацієнта.

Патологія захворювання AD визначається аномальним накопиченням білків, які зазвичай знаходяться в мозку людини, головним чином амілоїду бета (Aβ) і тау.

Тригер розвитку АД все ще обговорюється, але, як вважають, багатогранний, і було виявлено кілька ранніх факторів ризику. З них метаболічні умови, що виникають при дієтах з високим вмістом жиру, цукром та високим вмістом холестерину, несуть більший ризик розвитку АТ пізніше.

У грудні 2016 року дослідники з Інституту Лелуар в Аргентині опублікували дослідження, яке показало, що західна дієта (з високим вмістом насичених цукру та жирів) погіршує пізнання та збільшує патологію Aβ у моделі щурів з попередньою симптоматикою АД, порівняно зі стандартною дієтою. Патологія Aβ - це неправильна утилізація позаклітинного білка Aβ, який накопичується і утворює бляшки поблизу нейронів.

У цьому дослідженні західна дієта не впливала на рівень інсуліну, але викликала метаболічний синдром, який передбачає згубне підвищення артеріального тиску, а також підвищення рівня цукру в крові, жиру в організмі та холестерину.

Біоенергетика, або потік виробництва енергії, був змінений у нейронах, що стріляли в гіпокампі, чутливій ділянці мозку при АД, критичній для навчання та пам'яті.

Нарешті, автори повідомили про зниження експресії генів, важливих для захисту нейрональних шляхів, таких як Сіртуїн-1.

Автори приходять до висновку, що дієти з високим вмістом жиру та цукру можуть стати другим ударом до систем, які вже постраждали від генетичної схильності до АД.

Іншими словами, погана дієта додає стресу.

У листопаді 2016 року дослідники з Університету Лаваль, Канада, продовжили це дослідження на тау-нейрофібрилярні клубки при БА.

Тау - це білок, важливий для побудови клітинних риштувань, але змінена форма, знайдена при АД, може накопичуватися і плутатися всередині нейронів. Використовуючи модель миші з мутацією людського тау, вони виявили, що дієти з високим вмістом жиру, цукру та високим вмістом холестерину не впливають на патологію тау.

Отже, ми знаємо, що метаболічна ефективність та мікробіом кишечника можуть впливати на функцію клітини та виживання в різних умовах захворювання.

Залишається питання, яким чином це досягається - які найважливіші механізми пов’язують дієту та захворювання - і, крім того, як можна використовувати це розуміння для лікування захворювань, на які в даний час відсутнє ефективне фармакологічне втручання.

Пошиття дієти для боротьби з невиліковною хворобою

В даний час клініцисти використовують дієтичні втручання в обережній комбінації з фармакологічними втручаннями для боротьби з цими невиліковними захворюваннями. Однак на сьогоднішній день здатність кетогенної дієти зменшувати напади у осіб з епілепсією є єдиним явним успішним дієтичним втручанням.

Для РС рекомендована дієта з високим вмістом вітаміну D, який виявляється низьким у хворих на РС і відіграє важливу роль у центральній нервовій системі, від розвитку нейронів до нейропротекції.

Поєднання збалансованої дієти та фізичних вправ використовуються для оздоровлення пацієнтів у будь-якому контрольованому відношенні поза хворобою, але справді дієта, орієнтована на патологію, ще не описана.

Кетогенна та середземноморська дієта були протестовані у хворих на АД з помірним успіхом у поліпшенні пізнання. АД пов’язаний із надмірно активним випаленням нейронів та епілепсією, що підтверджує аргумент, що метаболізм є критичним у функціонуванні нейронів і може бути використаний як терапевтичний кут.

Усі ці дослідження підтримують використання дієти для лікування неврологічних захворювань. Деякі типи їжі або режими харчування можуть посилити нейропротекцію, тоді як інші можуть зменшити нейропротекцію.

Основним принципом тут є те, що правильна обробка енергії на клітинному рівні є критично важливою для здоров’я нейронів, особливо в умовах, коли клітини вже піддаються стресу інших факторів (тобто мутацій в генах ризику захворювання).

Нам ще потрібно багато дізнатися про те, чому конкретні дієти пов’язані зі здоров’ям нейронів. Це розуміння несе потенціал для прогресування не тільки лікування нині не піддаються лікуванню захворювань, але й для запобігання їх появі взагалі.

Оскільки нагромаджуються докази, які демонструють, наскільки важливою є метаболічна функція у безлічі захворювань, приказка «ти - те, що ти їси» набуває нового і більш драматичного значення.