Půst spouští neuroprotektivní změny, které mohou zpomalit progresi demence

Nová studie odhaluje, jak časově omezené stravovací návyky spouštějí řetězec událostí ve střevech a mozku, které mohou pomoci předcházet Alzheimerově chorobě, Parkinsonově chorobě a dalším neurodegenerativním onemocněním.

Přerušovaný půst a osa střevo-mozek

Recenze publikovaná v časopise Nutrients zkoumala stávající preklinická a omezená klinická data, která ukazují, že přerušované hladovění (IF) může pomoci snížit toxickou zátěž proteinů, udržet synaptické funkce a obnovit gliovou a imunitní homeostázu v mnoha modelech různých neurodegenerativních poruch.

Studie spojily imunoglobulin (IG) se zvýšenými hladinami bakterií, o nichž je známo, že produkují prospěšné metabolity a regulují imunitní reakce. Z těchto metabolitů hrají zvláštní roli mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA), důležité signální molekuly v ose střevo-mozek (GBA). Důkazy naznačují roli IG ve zvyšování počtu bakterií produkujících SCFA, jako jsou Eubacterium rectale, Roseburia spp. a Anaerostipes spp. Preklinické studie spojily tento faktor se zvýšenou hustotou synapsí v hipokampu a sníženou fosforylací tau proteinu u zvířecích modelů Alzheimerovy choroby.

IG aktivuje expresi mikrobiálních genů, zejména podporuje růst taxonů produkujících butyrát. Také modifikuje metabolismus žlučových kyselin a reguluje dráhy tryptofanu, čímž zlepšuje produkci neuromodulačních metabolitů, jako je serotonin a kynurenin. IG je spojován se snížením počtu cirkulujících monocytů, které hrají klíčovou roli v zánětlivé reakci těla.

Chronický mírný zánět a zánětlivé stárnutí střeva jsou stále častěji uznávány jako klíčové faktory neurodegenerace. Zvýšená střevní propustnost (tzv. „děravé střevo“) umožňuje mikrobiálním endotoxinům vstup do systémového oběhu, což spouští imunitní reakce a produkci prozánětlivých cytokinů. IH může zvýšit počet mikrobů produkujících SCFA, což zlepšuje integritu epitelu a snižuje expozici endotoxinům.

Nedávné důkazy naznačují, že IG ovlivňuje střevní neurotransmiterové dráhy, zejména ty, které se podílejí na metabolismu tryptofanu a serotoninu. Za podmínek IG se zvyšuje mikrobiální přeměna tryptofanu na deriváty indolu, což může zprostředkovat neuroprotektivní účinky prostřednictvím signalizace arylového uhlovodíkového receptoru (AhR). To také podporuje rovnováhu mezi střevní a imunitní funkcí.

Neurozánět je citlivý na cirkadiánní rytmy: zánět v hypothalamu může být zesílen narušenými stravovacími návyky. IG snižuje expresi lipokalinu-2 v hypotalamu, obnovuje homeostázu hypotalamu a posiluje dráhy clearance astrocytů. Účinky IG na cirkadiánní rytmy mohou také ovlivnit redoxní homeostázu mozku a změnit mitochondriální dynamiku.

Metabolické přeprogramování, neuroprotekce a přerušovaný půst

IG může zvýšit mitochondriální účinnost a antioxidační kapacitu přesunem metabolické aktivity z glukózy na lipidové a ketonové substráty, jako je β-hydroxybutyrát (BHB). BHB vykazuje neuroprotektivní účinky prostřednictvím svých antioxidačních vlastností, modulace mitochondriální funkce a osy střevo-mozek. BHB zachovává potenciál mitochondriální membrány v preklinických modelech a zlepšuje kognitivní funkce u Alzheimerovy choroby a epilepsie. Podporuje také zdraví střev posilováním integrity střevní bariéry. Kombinace BHB s GBA a IG poskytuje robustní rámec pro snížení oxidačního stresu a posílení mitochondriální bioenergetiky.

IG aktivuje autofagii stimulací SIRT1 a potlačením mTOR. SCFA také ovlivňují epigenetickou regulaci genů autofagie. Zvýšená exprese mozkového neurotrofického faktoru (BDNF), snížené amyloidní plaky a hyperfosforylace tau proteinu v modelech Alzheimerovy choroby, stejně jako podobné účinky v modelech Parkinsonovy choroby, podporují potenciál IG.

Stávající studie neuroimunitních interakcí ukázaly, že IG moduluje interakce gliových a neuronálních buněk a udržuje integritu hematoencefalické bariéry. IG ovlivňuje neuroimunitní homeostázu prostřednictvím integrovaných signálů střevně-mozkové osy, které regulují gliovou aktivitu, cytokinové sítě a imunitně-metabolickou odolnost. Tyto adaptace jsou klíčové pro dlouhodobé kognitivní funkce a neuroprotekci.

Aplikace v klinické praxi a perspektivy

Použití imunoglobulínů (IG) v klinické praxi vyžaduje pečlivé posouzení mechanismů účinku, bezpečnosti, personalizace a etických aspektů. To může být u zranitelných skupin, jako jsou starší osoby, náročné kvůli riziku hypoglykémie, dehydratace a nedostatku mikroživin. Dodržování léčby může být také náročné, zejména pokud kognitivní pokles narušuje běžnou údržbu, což může samoaplikaci imunoglobulínů učinit potenciálně nebezpečnou. Platformy pro monitorování pečovateli, časovače v aplikacích a další digitální řešení mohou pomoci tyto výzvy překonat.

Dochází k posunu směrem k preciznímu (personalizovanému) půstu, a to na základě rostoucích důkazů o tom, že genetické, epigenetické, metabolomické a mikrobiomové faktory formují individuální reakce na půst. Zahrnutí cirkadiánních biomarkerů, jako je rytmus melatoninu, fáze spánku a amplituda kortizolu, otevírá slibnou cestu k personalizovanému chrononutričnímu přístupu. To může být obzvláště užitečné pro lidi s neurodegenerativními poruchami, kteří mají často narušené cirkadiánní rytmy.

Pleiotropní účinky IG z něj činí ideální základ pro multimodální terapeutické strategie. To je zvláště důležité u neurodegenerace, kde monoterapeutické přístupy zřídka přinášejí dlouhodobé klinické výhody. Kombinace aerobního nebo silového tréninku s IG přinesla v některých preklinických a pilotních klinických studiích další neurokognitivní výhody.

IH se stává potenciálně škálovatelnou neuroterapeutickou strategií. S rozvojem klinických aplikací bude důležité integrovat IH do komplexního rámce personalizované medicíny s využitím technologií digitálního zdraví, multiomických biomarkerů a doplňkových terapií. Je však třeba poznamenat, že většina podpůrných dat v současnosti pochází z preklinických studií na zvířatech a rozsáhlé studie na lidech jsou stále omezené.

Budoucí studie by měly zahrnovat randomizované kontrolované studie s využitím stratifikovaných designů, integrací longitudinálních biomarkerů a zohledněním adherence k léčbě v reálném světě.