Paastumine käivitab neuroprotektiivsed muutused, mis võivad dementsuse progresseerumist aeglustada

Uus uuring näitab, kuidas ajaliselt piiratud toitumisharjumused käivitavad soolestikus ja ajus sündmuste ahela, mis võib aidata ennetada Alzheimeri, Parkinsoni ja teisi neurodegeneratiivseid haigusi.

Vahelduv paastumine ja soolestiku-aju telg

Ajakirjas Nutrients avaldatud ülevaates uuriti olemasolevaid prekliinilisi ja piiratud kliinilisi andmeid, mis näitasid, et vahelduv paastumine (IF) võib aidata vähendada valgu toksilist koormust, säilitada sünaptilist funktsiooni ning taastada gliaalse ja immuunsüsteemi homöostaasi mitmetes neurodegeneratiivsete häirete mudelites.

Uuringud on seostanud IG-d bakterite suurenenud tasemega, mis teadaolevalt toodavad kasulikke metaboliite ja reguleerivad immuunvastuseid. Nendest metaboliitidest mängivad erilist rolli lühikese ahelaga rasvhapped (SCFA-d), mis on olulised signaalimolekulid soole-aju teljel (GBA). Tõendid viitavad IG rollile SCFA-sid tootvate bakterite, näiteks Eubacterium rectale, Roseburia spp. ja Anaerostipes spp., arvu suurendamisel. Prekliinilised uuringud on seostanud seda suurenenud sünapside tihedusega hipokampuses ja vähenenud tau fosforüülimisega Alzheimeri tõve loommudelites.

IG aktiveerib mikroobide geeniekspressiooni, soodustades eriti butüraati tootvate taksonite kasvu. Samuti muudab see sapphapete ainevahetust ja reguleerib trüptofaani radasid, parandades neuromoduleerivate metaboliitide, näiteks serotoniini ja künureniini, tootmist. IG on seotud ringlevate monotsüütide arvu vähenemisega, millel on organismi põletikulises reaktsioonis kriitiline roll.

Kroonilist madala astme põletikku ja soolestiku põletikulist vananemist peetakse üha enam neurodegeneratsiooni peamisteks edasiviivateks teguriteks. Suurenenud soole läbilaskvus (nn lekkiv soolestik) võimaldab mikroobsetel endotoksiinidel siseneda süsteemsesse vereringesse, vallandades immuunreaktsioone ja põletikku soodustavate tsütokiinide tootmist. IH võib suurendada SCFA-sid tootvate mikroobide arvu, mis parandab epiteeli terviklikkust ja vähendab endotoksiinidega kokkupuudet.

Hiljutised tõendid näitavad, et IG mõjutab soolestikust pärinevaid neurotransmitterite radasid, eriti neid, mis osalevad trüptofaani ja serotoniini metabolismis. IG tingimustes suureneb trüptofaani mikroobne muundamine indooli derivaatideks, mis võib vahendada neuroprotektiivseid toimeid arüülsüsivesiniku retseptori (AhR) signaaliülekande kaudu. See soodustab ka tasakaalu soolestiku ja immuunfunktsiooni vahel.

Neuroinflammatsioon on tundlik ööpäevase rütmi suhtes: häiritud toitumisharjumused võivad hüpotaalamuse põletikku süvendada. IG vähendab hüpotaalamuse lipokaliin-2 ekspressiooni, taastab hüpotaalamuse homöostaasi ja parandab astrotsüütide kliirensi radasid. IG mõju ööpäevasele rütmile võib mõjutada ka aju redokstasakaalu ja muuta mitokondrite dünaamikat.

Ainevahetuse ümberprogrammeerimine, neuroprotektsioon ja vahelduv paastumine

IG võib suurendada mitokondrite efektiivsust ja antioksüdantset võimekust, nihutades metaboolse aktiivsuse glükoosist lipiidide ja ketoonide substraatidele, näiteks β-hüdroksübutüraadile (BHB). BHB avaldab neuroprotektiivset toimet oma antioksüdantsete omaduste, mitokondrite funktsiooni moduleerimise ja soole-aju telje kaudu. BHB säilitab mitokondrite membraanipotentsiaali prekliinilistes mudelites ja parandab kognitiivset funktsiooni Alzheimeri tõve ja epilepsia korral. Samuti soodustab see soolestiku tervist, tugevdades soolebarjääri terviklikkust. BHB kombineerimine GBA ja IG-ga loob tugeva raamistiku oksüdatiivse stressi vähendamiseks ja mitokondrite bioenergeetika parandamiseks.

IG aktiveerib autofaagiat, stimuleerides SIRT1 ja pärssides mTOR-i. Lühikesed rasvhapped (SCFA-d) mõjutavad ka autofaagia geenide epigeneetilist regulatsiooni. Aju päritolu neurotroofse faktori (BDNF) suurenenud ekspressioon, amüloidnaastude ja tau hüperfosforüülimise vähenemine Alzheimeri tõve mudelites, samuti sarnased mõjud Parkinsoni tõve mudelites toetavad IG potentsiaali.

Olemasolevad neuroimmuunsete interaktsioonide uuringud on näidanud, et IG moduleerib gliaal-neuronrakkude interaktsioone ja säilitab hematoentsefaalbarjääri terviklikkuse. IG mõjutab neuroimmuunset homöostaasi integreeritud soole-aju telje signaalide kaudu, mis reguleerivad gliaalaktiivsust, tsütokiinivõrgustikke ja immuun-metaboolset vastupidavust. Need kohandused on pikaajalise kognitiivse funktsiooni ja neuroprotektsiooni jaoks võtmetähtsusega.

Rakendus kliinilises praktikas ja väljavaated

Intravaskulaarse hügieeni (IG) kasutamine kliinilises praktikas nõuab toimemehhanismide, ohutuse, isikupärastamise ja eetiliste kaalutluste hoolikat hindamist. See võib olla keeruline haavatavates rühmades, näiteks eakatel, hüpoglükeemia, dehüdratsiooni ja mikrotoitainete puuduse ohu tõttu. Ravi järgimine võib samuti olla keeruline, eriti kui kognitiivne langus segab rutiinset hooldust, muutes IG iseseisva manustamise potentsiaalselt ohtlikuks. Hooldajate jälgimisplatvormid, rakendusesisesed taimerid ja muud digitaalsed lahendused aitavad neid väljakutseid ületada.

Üha enam tõendeid selle kohta, et geneetilised, epigeneetilised, metaboloomilised ja mikrobioomilised tegurid kujundavad individuaalset reaktsiooni paastumisele, on nihkunud täppis- (personaliseeritud) paastumise poole. Tsirkadiaansete biomarkerite, näiteks melatoniini rütmi, unefaasi ja kortisooli amplituudi kaasamine avab paljulubava tee personaalse krono-toitumise lähenemisviisi jaoks. See võib olla eriti kasulik neurodegeneratiivsete häiretega inimestele, kellel on sageli häiritud ööpäevarütmid.

IG pleiotroopsed toimed muudavad selle ideaalseks aluseks multimodaalsetele terapeutilistele strateegiatele. See on eriti oluline neurodegeneratsiooni korral, kus monoterapeutilised lähenemisviisid annavad harva pikaajalist kliinilist kasu. Aeroobse või jõutreeningu kombineerimine IG-ga on mõnedes prekliinilistes ja kliinilistes pilootuuringutes andnud täiendavat neurokognitiivset kasu.

Inimhügieen on kujunemas potentsiaalselt skaleeritavaks neuroterapeutiliseks strateegiaks. Kliiniliste rakenduste arenedes on oluline integreerida inimhügieen terviklikku personaalmeditsiini raamistikku, kasutades digitaalseid tervisetehnoloogiaid, multioomilisi biomarkereid ja täiendavaid ravimeetodeid. Siiski tuleb märkida, et enamik toetavaid andmeid pärineb praegu prekliinilistest loomkatsetest ja ulatuslikke inimuuringuid on endiselt piiratud arv.

Tulevased uuringud peaksid hõlmama randomiseeritud kontrollitud uuringuid, mis kasutavad stratifitseeritud disainilahendusi, integreerides pikisuunalisi biomarkereid ja võttes arvesse reaalset ravijärgimist.