Голодування запускає нейропротекторні зміни, які можуть уповільнити прогресування деменції

Новий огляд показує, як обмеження в часі харчування запускають ланцюг подій у кишечнику та мозку, які можуть допомогти запобігти хворобі Альцгеймера, хворобі Паркінсона та іншим нейродегенеративним захворюванням.

Періодичне голодування та вісь кишечник-мозок

В огляді, опублікованому в журналі Nutrients, розглянуто існуючі доклінічні та обмежені клінічні дані, які показують, що періодичне голодування (ПГ) може допомогти знизити токсичне навантаження білка, підтримувати синаптичну функцію та відновити гліальний та імунний гомеостаз у кількох моделях різних нейродегенеративних розладів.

Дослідження пов'язують імуноглобулін (ІГ) зі збільшенням рівня бактерій, які, як відомо, виробляють корисні метаболіти та регулюють імунні реакції. Серед цих метаболітів особливу роль відіграють коротколанцюгові жирні кислоти (КЖК), важливі сигнальні молекули в кишково-мозковій осі (КМО). Дані свідчать про роль ІГ у збільшенні кількості бактерій, що продукують КЖК, таких як Eubacterium rectale, Roseburia spp. та Anaerostipes spp. Доклінічні дослідження пов'язують це зі збільшенням щільності синапсів у гіпокампі та зниженням фосфорилювання тау-протеїну на тваринних моделях хвороби Альцгеймера.

ІГ активує експресію генів мікробів, зокрема сприяючи росту таксонів, що продукують бутират. Він також змінює метаболізм жовчних кислот і регулює шляхи триптофану, покращуючи вироблення нейромодулюючих метаболітів, таких як серотонін і кінуренін. ІГ пов'язаний зі зменшенням кількості циркулюючих моноцитів, які відіграють вирішальну роль у запальній реакції організму.

Хронічне запалення низького ступеня та запальне старіння кишечника все частіше визнаються ключовими рушійними силами нейродегенерації. Підвищена проникність кишечника (так звана «дірява кишка») дозволяє мікробним ендотоксинам потрапляти в системний кровотік, запускаючи імунні реакції та вироблення прозапальних цитокінів. IH може збільшити кількість мікробів, що продукують SCFA, що покращує цілісність епітелію та зменшує вплив ендотоксинів.

Нещодавні дані свідчать про те, що імуноглобулін (ІГ) впливає на нейромедіаторні шляхи кишечника, зокрема ті, що беруть участь у метаболізмі триптофану та серотоніну. В умовах ІГ мікробне перетворення триптофану на похідні індолу збільшується, що може опосередковувати нейропротекторні ефекти через сигналізацію арилвуглеводневого рецептора (AhR). Це також сприяє балансу між функцією кишечника та імунною системою.

Нейрозапалення чутливе до циркадних ритмів: запалення в гіпоталамусі може посилюватися порушенням харчових звичок. ІГ знижує експресію ліпокаліну-2 у гіпоталамусі, відновлює гомеостаз гіпоталамуса та посилює шляхи кліренсу астроцитів. Вплив ІГ на циркадні ритми також може впливати на окисно-відновний гомеостаз мозку та змінювати динаміку мітохондрій.

Метаболічне перепрограмування, нейропротекція та періодичне голодування

ІГ може підвищити ефективність мітохондрій та антиоксидантну здатність, зміщуючи метаболічну активність з глюкози на ліпідні та кетонові субстрати, такі як β-гідроксибутират (BHB). BHB має нейропротекторну дію завдяки своїм антиоксидантним властивостям, модуляції функції мітохондрій та осі кишечник-мозок. BHB зберігає потенціал мітохондріальної мембрани в доклінічних моделях та покращує когнітивні функції при хворобі Альцгеймера та епілепсії. Він також сприяє здоров'ю кишечника, зміцнюючи цілісність кишкового бар'єра. Поєднання BHB з GBA та IG забезпечує надійну основу для зниження оксидативного стресу та посилення біоенергетики мітохондрій.

ІГ активує аутофагію, стимулюючи SIRT1 та пригнічуючи mTOR. КЦЖК також впливають на епігенетичну регуляцію генів аутофагії. Підвищена експресія нейротрофічного фактора мозку (BDNF), зменшення амілоїдних бляшок та гіперфосфорилювання тау-протеїну в моделях хвороби Альцгеймера, а також подібні ефекти в моделях хвороби Паркінсона, підтверджують потенціал ІГ.

Існуючі дослідження нейроімунних взаємодій показали, що IG модулює взаємодію гліальних нейронів та підтримує цілісність гематоенцефалічного бар'єру. IG впливає на нейроімунний гомеостаз через інтегровані сигнали кишково-мозкової осі, які регулюють гліальну активність, цитокінові мережі та імунометаболічну стійкість. Ці адаптації є ключовими для довгострокової когнітивної функції та нейропротекції.

Застосування в клінічній практиці та перспективи

Використання імуноглобулінів (ІГ) у клінічній практиці вимагає ретельної оцінки механізмів дії, безпеки, персоналізації та етичних міркувань. Це може бути складно для вразливих груп, таких як люди похилого віку, через ризики гіпоглікемії, зневоднення та дефіциту мікроелементів. Дотримання режиму лікування також може бути складним, особливо коли когнітивний спад перешкоджає регулярному підтримуванню організму, що робить самостійне введення ІГ потенційно небезпечним. Платформи моніторингу для осіб, які доглядають за пацієнтами, таймери в додатках та інші цифрові рішення можуть допомогти подолати ці проблеми.

Спостерігається зсув у бік прецизійного (персоналізованого) голодування, що ґрунтується на зростанні доказів того, що генетичні, епігенетичні, метаболомні та мікробіомні фактори формують індивідуальні реакції на голодування. Включення циркадних біомаркерів, таких як ритм мелатоніну, фаза сну та амплітуда кортизолу, відкриває перспективний шлях для персоналізованого хронохарчування. Це може бути особливо корисним для людей з нейродегенеративними розладами, у яких часто порушуються циркадні ритми.

Плейотропні ефекти імуноглобуліну роблять його ідеальною основою для мультимодальних терапевтичних стратегій. Це особливо важливо при нейродегенерації, де монотерапевтичні підходи рідко дають довгострокові клінічні переваги. Поєднання аеробних або силових тренувань з імуноглобуліном дало додаткові нейрокогнітивні переваги в деяких доклінічних та пілотних клінічних дослідженнях.

ІХ стає потенційно масштабованою нейротерапевтичною стратегією. З розвитком клінічного застосування важливо інтегрувати ІХ у комплексну персоналізовану медичну систему з використанням технологій цифрової охорони здоров'я, мультиомних біомаркерів та комплементарної терапії. Однак слід зазначити, що більшість підтверджуючих даних наразі отримані з доклінічних досліджень на тваринах, а масштабні дослідження на людях все ще обмежені.

Майбутні дослідження повинні включати рандомізовані контрольовані випробування з використанням стратифікованих дизайнів, інтегруючи поздовжні біомаркери та враховуючи дотримання режиму лікування в реальних умовах.