A ketogén diéta terápiás szerepe neurológiai rendellenességekben 1. rész
May 23, 2024
Absztrakt:
A ketogén diéta (KD) egy magas zsír-, szénhidrát- és megfelelő fehérjetartalmú étrend, amely a közelmúltban a neurológiai betegségek (ND) összefüggésében vált népszerűvé.
A modern életmód változásaival a zsírdús étrend egyre több ember napi választásává vált. Sokan attól tartanak, hogy a magas zsírtartalmú étrend károsítja a memóriát, de valójában a zsírban gazdag étrend és a memória közötti kapcsolat nem fekete-fehér.
Először is tisztázni kell, hogy a zsír bizonyos hatással van testünkre és agyunkra. A zsírok energiát adnak, elősegítik a test növekedését és fenntartják a sejtmembránok integritását. Ráadásul a zsír az agy egészsége szempontjából is döntő jelentőségű. Az agy nagy része zsírból áll, ami megvédi a neuronokat a károsodástól és segít fenntartani a jó neurotranszmissziót.
A magas zsírtartalmú étrend azonban megviseli a szervezetet, és károsíthatja a memóriát. A kutatások azt mutatják, hogy a magas zsírtartalmú étrend inzulinrezisztenciát válthat ki, ami befolyásolja a szervezet vércukorszintjének feldolgozását, és ezáltal az agyműködést. Emellett a magas zsírtartalmú étrend befolyásolhatja a véráramlást és az oxigénellátást is, csökkentheti az agyi aktivitást, ezáltal befolyásolhatja a koncentrációt és a memóriát.
Ez azonban nem jelenti azt, hogy teljesen kerülnünk kell a zsírt. A zsír elengedhetetlen tápanyag a napi étrendünkben, a megfelelő zsírbevitel pedig segít megőrizni a test és az agy egészségét. Követnünk kell tehát az „először a megfelelő mennyiség” elvét, megfelelő mennyiségű zsírt kell fogyasztanunk, és kerülnünk kell a túlzott bevitelt, különösen az egészségtelen, magas zsírtartalmú ételeket.
Ezenkívül egyes tanulmányok azt mutatják, hogy bizonyos zsírsavak jótékony hatással vannak a memóriára. Az omega{0}} zsírsavak például elősegíthetik a neuronok képződését és fenntartását, javítva az agy kognitív és tanulási képességeit. Vannak olyan ételek, amelyek gazdagok omega-3 zsírsavakban, például lazac, tőkehal, lenmag stb., és megfelelő módon növelheti ezeknek az élelmiszereknek a bevitelét, hogy kihasználja az előnyöket.
Összességében elmondható, hogy a zsírban gazdag étrend és a memória közötti kapcsolat összetett, és nem szabad leegyszerűsítve tekintenünk minden magas zsírtartalmú ételt károsnak. A mértékletes étkezés, a zsírtípusok és -mennyiségek gondos megválasztása, valamint néhány jótékony élelmiszer hozzáadása segíthet a memória egészséges megőrzésében. Látható, hogy javítanunk kell a memórián, a Cistanche deserticola pedig jelentősen javíthatja a memóriát, mert a Cistanche deserticola egy hagyományos kínai gyógyászati anyag, amelynek számos egyedi hatása van, amelyek közül az egyik a memória javítása. A Cistanche deserticola hatékonysága a benne található számos hatóanyagnak köszönhető, beleértve a csersavat, poliszacharidokat, flavonoid glikozidokat stb. Ezek az összetevők számos úton elősegíthetik az agy egészségét.
Kattintson a Ismerje meg a memória javításának módjait elemre
E betegségek patogenezisének összetettsége azt jelenti, hogy még mindig hiányoznak a hatékony kezelési formák. A hagyományos kezelés gyakran a tolerancia és/vagy a gyógyszerrezisztencia növekedésével jár együtt.
Következésképpen hatékonyabb terápiás stratégiákat keresnek a rendelkezésre álló terápiás formák hatékonyságának növelésére és a betegek életminőségének javítására. Jelenleg úgy tűnik, hogy a KD terápiás előnyökkel járhat neurológiai problémákkal küzdő betegeknél azáltal, hogy hatékonyan szabályozza a pro- és antioxidáns folyamatok, valamint a serkentő és gátló neurotranszmitterek közötti egyensúlyt, valamint modulálja a gyulladást vagy megváltoztatja a bél mikrobióma összetételét.
Ebben az áttekintésben értékeltük a KD lehetséges terápiás hatékonyságát epilepszia, depresszió, migrén, Alzheimer-kór és Parkinson-kór esetén. Véleményünk szerint a KD-t bizonyos neurológiai betegségek adjuváns terápiás lehetőségének kell tekinteni.
Kulcsszavak: ketogén diéta; neurológiai rendellenességek; epilepszia; depresszió; migrén; Alzheimer-kór; Parkinson-kór.
1. Ketogén diéta
A ketogén diéta (KD) egy magas zsír-, megfelelő fehérje- és alacsony szénhidráttartalmú diéta [1]. A makrotápanyagok arányának ilyen változásai glükózkímélő és fokozott ketogenezishez vezetnek [2]. Ezt a metabolikus állapotot "táplálkozási ketózisnak" nevezik.
Egyre több kutatás bizonyítja, hogy a ketogén diéta pozitív hatással lehet az agyi funkciókra és a perifériás szervekre, és így terápiás előnyökkel jár a neurológiai állapotok széles skálája esetén [3,4]. Bár a ketogén diéta molekuláris hatásmechanizmusai nem tisztázottak, a növekvő kutatások azt sugallják, hogy a KD fontos eleme lehet a központi idegrendszeri (CNS) betegségek kezelésének kiegészítő terápiájában.
Újabban kimutatták, hogy a KD befolyásolhatja a betegségek lefolyását azáltal, hogy modulálja a gyulladást [5–10], szabályozza a pro- és antioxidáns folyamatok közötti egyensúlyt [11–14], és/vagy megváltoztatja a bélmikrobióma összetételét [15]. .
1.1. A ketogén diéta története
A ketogén diéta a böjtből ered, amelyet ősidők óta használnak az epilepszia kezelésére. 1921-ben Woodyatt felfedezte, hogy az éhezés és a magas zsírtartalmú étrend is ketózishoz vezet.
Ugyanebben az évben Russell Wilder a Mayo Clinic-en bevezette a KD-t epilepszia kezelésére [16]. Akkoriban úgy vélték, hogy az epilepsziában szenvedő gyermekek több mint felének javult az állapota. Ezt a diétát széles körben alkalmazták ebben a betegcsoportban az első epilepszia elleni gyógyszer, a difenilhidantoin felfedezéséig (1938) [16].
A múlt század végén a tudósok újra érdeklődést mutattak a KD iránt, mert potenciális szerepet játszik a neurológiai rendellenességekben. Vining et al. [17] tanulmányozta a KD hatásosságát a görcsrohamok csökkentésében olyan (1–8 éves) gyermekeknél, akik eddig nem reagáltak két görcsoldó gyógyszeres kezelésre.
Egy év diéta után a betegek 40%-a észlelte a rohamok több mint 50%-os csökkenését, a betegek 10%-a pedig a rohamok teljes hiányát.
Freeman és munkatársai által végzett vizsgálat. [18] 150, gyógyszerrezisztens epilepsziában szenvedő, 1–16 éves betegen megerősítette a KD neuroprotektív hatását. A kutatók megfigyelték, hogy a diétát követő egy év elteltével a betegek 27%-ánál több mint 90%-kal csökkentek a rohamok. 10 év után Neal et al. [19] randomizált, kontrollált vizsgálatot végzett, amely megerősítette a KD fontos szerepét az epilepsziás rohamok kezelésében.
3 hónapos diéta után a rohamok 50%-os csökkenése figyelhető meg a 2-16 éves betegek 38%-ánál. Ezenkívül a legújabb kutatások azt sugallják, hogy a KD kedvező hatással lehet más neurológiai betegségek, köztük az Alzheimer-kór (AD) lefolyására is. ) és a Parkinson-kór (PD) [20–22].
1.2. A ketogén diéták típusai és jellemzői
Napjainkban sokféle, a makrotápanyagok arányában változó ketogén diéta létezik, ami lehetővé teszi, hogy a diétát a páciens sajátos szükségleteihez igazítsák. Az 1. ábra a ketogén étrend kiválasztott módosításainak és azok makrotápanyag-arányainak összehasonlítását mutatja.
1.2.1. Klasszikus ketogén diéta (CKD)
A klasszikus ketogén diétát magas zsírtartalom, mérsékelt fehérjebevitel és alacsony szénhidrátbevitel jellemzi, a makrotápanyag-arány 4:1 [23]. A ketogén diéta a szénhidrátbevitelt a teljes napi kalóriabevitel 10%-ára korlátozza. Ebből következik, hogy egy 2000 kcal napi energiaszükséglettel akár 50 g szénhidrátot is el tud fogyasztani.
A diéta kezdeti szakaszában azonban a szénhidrátokat napi 20 g-ra kell korlátozni. Az ilyen alacsony szénhidrátellátás biztosítja, hogy a szervezet alkalmazkodjon, és az anyagcserét a zsírsavak fő energiaforrása felé irányítsa.
1.2.2. A klasszikus ketogén diéta módosításai
Magas fehérjetartalmú ketogén diéta (MAD)
A magas fehérjetartalmú ketogén diétát Modified Atkins Diet (MAD) néven is ismerik [24]. Az indukciós fázis határozatlan ideig tart, és ebben a fázisban a szénhidrátbevitel nem haladja meg a napi 20 g-ot. A MAD feltételezi, hogy a zsírok szénhidrátokhoz és fehérjékhez viszonyított aránya együtt 1–2:1 [24,25]. Ez a diéta nem jelenti az elfogyasztott fehérje vagy kalória mennyiségének korlátozását, így könnyebben tartható és kezelhető is [25].
Közepes láncú triglicerid diéta (MCTD)
Az MTCD a KD egy olyan típusa, ahol a közepes láncú trigliceridek (MTC) vannak túlsúlyban [26]. Az MTCD a trigliceridek gyorsabb felszívódását biztosítja a véráramba. A hosszú szénláncú zsírsavak rövid szénláncú zsírsavakkal való helyettesítése, amelyek gyorsabban metabolizálódnak, több ketontestet eredményeznek kilokalóriánként.
Ennek a folyamatnak a nagyobb hatékonysága alacsonyabb zsírigényt eredményez, így nagyobb mennyiségű szénhidrát és fehérje fogyasztását teszi lehetővé [27]. Ez alapvető különbség, amely meghatározza a diéta hosszú távú fenntartását, mivel kevésbé szigorú, mint a klasszikus KD [28,29]. Ezenkívül az ilyen típusú étrend javítja a mitokondriális működést [30].
Közepes láncú triglicerid diéta (MCTD)
Az MTCD a KD egy olyan típusa, ahol a közepes láncú trigliceridek (MTC) vannak túlsúlyban [26]. Az MTCD a trigliceridek gyorsabb felszívódását biztosítja a véráramba. A hosszú szénláncú zsírsavak rövid szénláncú zsírsavakkal való helyettesítése, amelyek gyorsabban metabolizálódnak, több ketontestet eredményeznek kilokalóriánként.
Ennek a folyamatnak a nagyobb hatékonysága alacsonyabb zsírigényt eredményez, így nagyobb mennyiségű szénhidrát és fehérje fogyasztását teszi lehetővé [27]. Ez alapvető különbség, amely meghatározza a diéta hosszú távú fenntartását, mivel kevésbé szigorú, mint a klasszikus KD [28,29]. Ezenkívül az ilyen típusú étrend javítja a mitokondriális működést [30].
Nagyon alacsony kalóriatartalmú ketogén diéta (VLCKD)
Ennél a diétánál a szénhidrátbevitel napi 20-50 g, vagy napi 2000 kcal esetén kevesebb, mint 10% között mozog [31]. Az egyéni különbségek miatt ezekkel a makrotápanyag-arányokkal nem minden beteg képes ketózist elérni. Ez a módosítás indukciós toketogén diétaként használható magasabb fehérjetartalmú.
Alacsony glikémiás indexű kezelés (LGIT)
Az alacsony glikémiás indexű kezelés (LGIT) a ketogén diéta alternatívája. Ez egy magas zsírtartalmú étrend, amelyben alapvető fontosságú a magas glikémiás indexű (GI) élelmiszerek alacsony GI-vel való helyettesítése.
A GI azt jelzi, hogy az élelmiszer mennyivel emeli meg a vércukorszintet az azonos mennyiségű referencia szénhidráthoz képest [32]. Bár ez a diéta nem vezet folyamatos ketózishoz, pozitív hatással van a szénhidrát-anyagcserére. A betegek számára könnyebben karbantartható, ezért a fiatalabb betegek körében népszerű a kórházi kezelés során [1].
Ciklikus ketogén diéta (CKD)
Ez a klasszikus ketogén diéta és a magas szénhidráttartalmú (45-65% szénhidráttartalmú) ciklikus időszakokból áll. Ez utóbbi célja az izmok glikogénraktárainak pótlása [33].
Célzott ketogén diéta (TKD)
Az ilyen típusú ketogén diéta lehetővé teszi, hogy egy személy több szénhidrátot fogyasszon intenzív fizikai aktivitás mellett a teljesítmény fenntartása érdekében, miközben nem befolyásolja a ketózis állapotát [33].
2. A ketogén diétával kapcsolatos anyagcsere-elváltozások az agyban
Bár az agy a testtömegnek csak körülbelül 2%-át teszi ki, ez a szervezet legenergiaigényesebb szerve. Ismeretes, hogy nem csak a glükóz lehet az agy energiaforrása, hanem a ketonok is, amelyek az agy teljes energiaszükségletének akár 60%-át is kielégíthetik [34].
Egyre több kutatás bizonyítja, hogy a ketogén diéta a biokémiai folyamatok megváltoztatásával pozitív hatással lehet az agyműködésre, és terápiás előnyökkel járhat a neurológiai állapotok széles körében. A zsírban gazdag étrend célja a ketózis állapotának előidézése a szervezetben, amelyet fokozott lipolízis és ketogenezis jellemez [35].
A 2. ábrán látható módon a zsírsavak intenzíven oxidálódnak a májban, ami jelentős mennyiségű ketontest (KB) képződését eredményezi, mint például acetoacetát (ACA), D(-)3-hidroxi-butirát (D-HB, - HB) és aceton. Az első kettő beléphet a citromsav-ciklusba (trikarbonsav-ciklus, TCA-ciklus), és a neuronok ATP-t nyerhetnek.
Leino et al. [36] kimutatta, hogy a monokarboxilát transzporter (MCT) szintje, amely a KB-k vér-agy gáton (BBB) keresztül történő transzportjáért felelős, megnövekedett a KD diétával etetett állatokban, mint a túlnyomórészt szénhidráttartalmú diétával etetett állatokban. A ketontestek fokozott transzportját Bentourkia és munkatársai is megerősítették. [37] pozitronemissziós tomográfiával (PET) és 11C-vel jelölt ACA-val.
Ez a tanulmány hét-nyolcszoros növekedést mutatott ki a 11C-ACA agyi felvételében KD vagy éhezés által kiváltott ketózisban, összehasonlítva a szénhidrátban gazdag étrendet evett kontrollokkal. Ezt követően a termelt KB-k acetil-CoA-vá alakulnak az extrahepatikus szövetekben, és energiaforrásként részt vesznek a citromsavciklusban [38].
Amint azt állatkísérletek mutatják, a ketontestekből való energia kinyerése számos előnnyel jár, amelyek az idegrendszer működéséhez kapcsolódnak. Átalakulásuk többek között növeli a neuronok által neurotranszmitterek termelésére használt teljes energiakészletet [39]. Érdekes módon a -HB gátolja a lipolízist, így szabályozza a vérzéscsillapítást és a ketogenezist [5] a 2-es hidroxikarbonsav receptor (HCA2, PUMA-G) aktiválásával , GPR109A).
Ennek a receptornak a micelása nagyobb intenzitású lipolízist és ketogenezist mutat, ami azt jelzi, hogy ez a receptor elengedhetetlen a -HB lipolízis gátlásához [40]. A legújabb kutatások azt mutatják, hogy a KD képes megváltoztatni a NAD+/NADH arányát, növelve a NAD+ elérhetőségét. az agyban, ami jelentős hatással van a gyulladásos válaszban, a DNS-károsodás helyreállításában és a cirkadián ritmusszabályozásban részt vevő sejtpályákra [14,41].
Ezáltal a ketogén diéta alkalmassá teszi azon betegségek tüneteinek enyhítésére, amelyek patogenezise az előbb említett folyamatokhoz kapcsolódik.
2.1. A ketogén diéta hatása a glükóz anyagcserére]
Ha az étrendből származó szénhidrátellátás nem elegendő, az agy a ketogenezis révén nyer energiát. Több tanulmány is azt mutatja, hogy az agyi metabolizmusnak a glükóz oxidációról a ketontestek hasznosítására való eltolódása alkalmazkodást igényel [42–44].
Miután a szervezet alkalmazkodott a KB-k fő energiaforrásként való használatához, az agy megfelelő működéséhez szükséges energia akár 60-70%-át is fedezheti [34,45]. Egy tanulmány és metaanalízis, amelyet Zhang et al. [46] bebizonyította, hogy az agyi adaptáció sebessége a ketózis időtartamától és súlyosságától is függ. Zilberter et al. [2] elemzése arra a következtetésre jutott, hogy a KB-k inkább a glükózt kímélik, mintsem a glikolízist gátolják.
Ennek a mechanizmusnak köszönhetően a glükóz más funkciókat is ellát, amelyekben nem pótolható, például más vegyületek bioszintézisét, mint például az alanin [47] és a glutamát [48], a glikogenezist és az antioxidáns védelmet [2]. A glükózt az agyban három szállítja. glükóz transzporterek (GLUT) izoformái: (1) 55 kDa GLUT 1, amelyet endothelsejtek expresszálnak, (2) 45 kDa GLUT 1, amelyet asztrociták fejeznek ki, (3) GLUT 3, neuronok termelik [49].
Leino et al. [36] kimutatta, hogy a GLUT1 szintje emelkedett a ketózisba került patkányok endothel sejtjeiben és neuropiljeiben, összehasonlítva a magas szénhidráttartalmú diétát tartó csoporttal. A fokozott glükóz-transzport az agyba az inzulinszerű növekedési faktor (IGF1) hatásával is összefüggésbe hozható.
A ketogén diétával, energiakorlátozással táplált patkányok (1) az inzulinszerű növekedési faktorIGF1 receptorok fokozott expresszióját mutatták az agy minden részében, (2) az IGF1-kötő fehérje, amely gátolja az IGF1-proteolízist a Purkinje-sejtekben, és (3) a GLUT 1, GLUT. 3 mRNS [50].
Az IGF1 egéragyra gyakorolt hatásait vizsgáló kísérleti kutatások kimutatták, hogy az inzulinnal szinergikusan hat a GLUT1 glükóztranszporternek az asztrocita sejtmembránjába történő transzlokációja során, hozzájárulva a glükóz agyba történő fokozott szállításához [51].
Ugyanakkor az asztrocita metabolizmusát fokozza a KD [52]. Az asztrociták aktiválják a glikolízist és a glikogenolízist, amelyek energiát biztosítanak e sejtek alapvető funkcióinak fenntartásához, például a felesleges glutamát és K+-ionok eltávolításához a szinaptikus hasadékból [53].
2.2. A ketogén diéta hatása az aminosav-anyagcserére és a neurotranszmitterek szintézisére; glutamát-glutamin ciklus
A glutamát serkentő aminosav, ezért koncentrációját a szinaptikus résben alacsony szinten kell tartani. A vezikuláris glutamát transzportereken (VGLUT) keresztül szállítják. Hatásuk a Cl− ionoktól függ, amelyek alloszterikus modulátorként működnek.
Ezen ionok hiánya gátolja a glutamáterg transzportot [54]. Juge et al. [55] kimutatta, hogy a ketontestek reverzibilisen gátolják a glutamát transzportot a hippocampalis neuronokban a Cl−ion helyhez kötődve. Az ACA erősebb hatást mutatott, mint a sejtmetabolizmus más köztes termékei, mint például a -HB és a piruvát.
A zsír alapú étrend hosszú távú fogyasztása a szénhidráttartalom csökkentésével növeli a TCA-cikluson keresztüli áramlást az acetil-CoA fokozott termelése és az oxálacetáttal való acetil-CoA reakció fokozott aktivitása révén [52].
A glutamát kinyerésének útja az oxálacetát fiziológiás állapothoz viszonyított csökkent elérhetősége miatt is felgyorsul, ennek a vegyületnek az acetil-CoA-val történő reakciójában a citromsavciklusban történő fokozott felhasználása következtében [52].
Ez csökkenti a glutamát aszpartáttá való átalakulását a glutamát + oxálacetát=aszpartát + -ketoglutarát [56] reakcióban (lásd a 3. ábrát). A ketonikus egereken végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a leucin koncentrációja magasabb volt mind a vérben, mind a vérben. ezeknek az állatoknak az előagya, míg a glutamát és a glutamin koncentrációja nem különbözött a túlnyomóan szénhidráttartalmú étrenddel etetett kontrollokhoz képest [56].
Ez azt eredményezheti, hogy az asztrociták megnövekszik a glutamát transzportja az idegsejtekbe, amihez egy ammónia molekula szállítására van szükség [57], amely többnyire leucinból származik [58]. Ezek a tanulmányok a rendelkezésre álló glutamátkészlet megnövekedését jelzik, ami elősegítheti a gátló neurotranszmitter gamma-aminovajsav (GABA) szintézisét, amint azt a szinaptoszómákon végzett vizsgálatok is megerősítették, magas ACA-koncentrációt alkalmazva [59].
Ezenkívül a 13C-vel jelölt glükózt és acetátot használó vizsgálatok kimutatták, hogy a ketózis állapotú GABA-ban található szén acetátból származik [52]. Megnövekedett GABA/glutamin arányt is megfigyeltek.
For more information:1950477648nn@gmail.com
