El paper terapèutic de la dieta cetogènica en els trastorns neurològics Part 1
May 23, 2024
Resum:
La dieta cetogènica (KD) és una dieta rica en greixos, baixa en carbohidrats i proteïnes adequada que recentment ha guanyat popularitat en el context de les malalties neurològiques (ND).
Amb els canvis en l'estil de vida modern, una dieta alta en greixos s'ha convertit en una opció diària per a més i més persones. Molta gent es preocupa que una dieta rica en greixos perjudiqui la memòria, però de fet, la relació entre una dieta alta en greixos i la memòria no és en blanc i negre.
En primer lloc, cal tenir clar que el greix té certs efectes en el nostre cos i cervell. Els greixos proporcionen energia, afavoreixen el creixement corporal i mantenen la integritat de les membranes cel·lulars. A més, el greix també és crucial per a la salut del cervell. La major part del cervell està fet de greix, que protegeix les neurones dels danys i ajuda a mantenir una bona neurotransmissió.
Tanmateix, una dieta alta en greixos afecta el cos i pot perjudicar la memòria. Les investigacions mostren que una dieta alta en greixos pot causar resistència a la insulina, que afecta el processament del sucre en sang per part del cos i, per tant, afecta la funció cerebral. A més, una dieta alta en greixos també pot afectar el flux sanguini i el subministrament d'oxigen, reduir l'activitat cerebral i, per tant, afectar la concentració i la memòria.
Tanmateix, això no vol dir que hàgim d'evitar completament el greix. El greix és un nutrient essencial en la nostra dieta diària, i la ingesta adequada de greixos ajuda a mantenir la salut del cos i del cervell. Per tant, hem de seguir el principi de "quantitat adequada primer", consumir una quantitat adequada de greix i evitar la ingesta excessiva, especialment aquells aliments poc saludables i rics en greixos.
A més, alguns estudis mostren que alguns àcids grassos són beneficiosos per a la memòria. Per exemple, els àcids grassos omega-3 poden promoure la formació i el manteniment de neurones, millorant les capacitats cognitives i d'aprenentatge del cervell. Hi ha alguns aliments rics en àcids grassos omega-3, com el salmó, el bacallà, les llavors de lli, etc., i podeu augmentar la ingesta d'aquests aliments de manera adequada per obtenir-ne els beneficis.
En general, la relació entre una dieta rica en greixos i la memòria és complexa, i no hem de veure de manera simplista tots els aliments rics en greixos com a nocius. Els àpats moderats, una selecció acurada de tipus i quantitats de greixos i afegir alguns aliments beneficiosos poden ajudar a mantenir la memòria saludable. Es pot veure que hem de millorar la memòria, i Cistanche deserticola pot millorar significativament la memòria perquè Cistanche deserticola és un material medicinal tradicional xinès que té molts efectes únics, un dels quals és millorar la memòria. L'eficàcia de Cistanche deserticola prové dels múltiples ingredients actius que conté, com l'àcid tànic, polisacàrids, glicòsids flavonoides, etc. Aquests ingredients poden promoure la salut del cervell a través de diverses vies.
Feu clic a Coneix maneres de millorar la memòria
La complexitat de la patogènesi d'aquestes malalties fa que encara faltin formes efectives de tractament. La teràpia convencional s'associa sovint amb l'augment de la tolerància i/o la resistència als medicaments.
En conseqüència, s'estan buscant estratègies terapèutiques més efectives per augmentar l'efectivitat de les formes de teràpia disponibles i millorar la qualitat de vida dels pacients. De moment, sembla que la KD pot proporcionar beneficis terapèutics en pacients amb problemes neurològics controlant eficaçment l'equilibri entre els processos pro i antioxidants i els neurotransmissors pro-excitatoris i inhibidors, i modulant la inflamació o canviant la composició del microbioma intestinal.
En aquesta revisió, hem avaluat l'eficàcia terapèutica potencial de KD en epilèpsia, depressió, migranya, malaltia d'Alzheimer i malaltia de Parkinson. Segons la nostra opinió, la KD s'ha de considerar com una opció terapèutica adjuvant per a algunes malalties neurològiques.
Paraules clau: dieta cetogènica; trastorns neurològics; epilèpsia; depressió; migranya; malaltia d'Alzheimer; malaltia de Parkinson.
1. Dieta cetogènica
La dieta cetogènica (KD) és una dieta rica en greixos, proteïnes adequades i baixa en carbohidrats [1]. Aquests canvis en la proporció de macronutrients condueixen a un estalvi de glucosa i una cetogènesi millorada [2]. Aquest estat metabòlic es coneix com a "cetosi nutricional".
Cada vegada més investigacions mostren que la dieta cetogènica pot tenir un efecte positiu en les funcions cerebrals i els òrgans perifèrics i, per tant, proporcionar beneficis terapèutics a una àmplia gamma d'afeccions neurològiques [3,4]. Tot i que els mecanismes moleculars d'acció de la dieta cetogènica no estan clars, la investigació creixent suggereix que la KD pot ser un element important en la teràpia complementària en el tractament de malalties del sistema nerviós central (SNC).
Més recentment, s'ha demostrat que la KD pot afectar el curs de les malalties modulant la inflamació [5-10], controlant l'equilibri entre els processos pro-i antioxidants [11-14] i/o alterant la composició del microbioma intestinal [15] .
1.1. Història de la dieta cetogènica
La dieta cetogènica té el seu origen en el dejuni, que s'ha utilitzat des de l'antiguitat per tractar l'epilèpsia. El 1921, Woodyatt va descobrir que tant la fam com una dieta rica en greixos conduïen a un estat de cetosi.
El mateix any, Russell Wilder va implementar KD a la Clínica Mayo com a tractament per a l'epilèpsia [16]. Aleshores, es considerava que més de la meitat de tots els nens que patien epilèpsia milloraven la seva condició. Aquesta dieta va ser àmpliament utilitzada en aquest grup de pacients, fins al descobriment del primer fàrmac contra l'epilèpsia, la difenilhidantoïna (1938) [16].
A finals del segle passat, els científics van renovar el seu interès en la KD pel seu paper potencial en els trastorns neurològics. Vining et al. [17] van estudiar l'eficàcia de la KD per reduir les convulsions en nens (d'1 a 8 anys) fins ara que no responen al tractament amb dos fàrmacs anticonvulsivants.
Després d'un any de seguir la dieta, el 40% dels pacients van notar una reducció de les convulsions en més d'un 50% i el 10% dels pacients van mostrar una absència total de convulsions.
Un estudi realitzat per Freeman et al. [18] en 150 pacients d'entre 1 i 16 anys amb epilèpsia resistent als fàrmacs van confirmar els efectes neuroprotectors de la KD. Els investigadors van observar que després d'un any de seguir la dieta, el 27% dels pacients van experimentar una reducció de les convulsions de més del 90%. Després de 10 anys, Neal et al. [19] va realitzar un assaig controlat aleatoritzat que va confirmar el paper important de la KD en el control de les convulsions epilèptiques.
Després de 3 mesos de dieta, es va observar una disminució de les convulsions de més del 50% en el 38% dels pacients d'entre 2 i 16 anys. A més, investigacions recents suggereixen que la KD pot tenir un efecte favorable sobre el curs d'altres malalties neurològiques, inclosa la malaltia d'Alzheimer (AD). ) i la malaltia de Parkinson (PD) [20–22].
1.2. Tipus i característiques de les dietes cetogèniques
Actualment, hi ha molts tipus de dietes cetogèniques, que varien en les proporcions de macronutrients, la qual cosa permet adaptar la dieta a les necessitats específiques del pacient. La figura 1 mostra la comparació de les modificacions seleccionades de la dieta cetogènica i les seves proporcions de macronutrients.
1.2.1. Dieta cetogènica clàssica (CKD)
La dieta cetogènica clàssica es caracteritza per un alt contingut en greixos dietètics, una ingesta moderada de proteïnes i una baixa ingesta d'hidrats de carboni, amb una proporció de macronutrients de 4:1 [23]. La dieta cetogènica limita la ingesta d'hidrats de carboni al 10% de la ingesta calòrica diària total. Es dedueix que una persona amb un requeriment energètic diari de 2000 kcal pot consumir fins a 50 g d'hidrats de carboni.
Tanmateix, en la fase inicial de la dieta, els carbohidrats s'han de limitar a uns 20 g per dia. Un subministrament tan baix d'hidrats de carboni garanteix que el cos s'adapti i redirigeixi el metabolisme per utilitzar els àcids grassos com a font principal d'energia.
1.2.2. Modificacions de la dieta cetogènica clàssica
Dieta cetogènica alta en proteïnes (MAD)
La dieta cetogènica alta en proteïnes també es coneix com a Dieta Atkins Modificada (MAD) [24]. La fase d'inducció dura indefinidament i durant aquesta fase, la ingesta d'hidrats de carboni no supera els 20 g al dia. MAD suposa que la proporció de greixos a hidrats de carboni i proteïnes junts és d'1-2: 1 [24, 25]. Aquesta dieta no implica limitar la quantitat de proteïnes o calories consumides, cosa que fa que sigui més fàcil de mantenir i també més fàcil de gestionar [25].
Dieta de triglicèrids de cadena mitjana (MCTD)
MTCD és un tipus de KD on predominen els triglicèrids de cadena mitjana (MTC) [26]. MTCD proporciona una absorció més ràpida dels triglicèrids al torrent sanguini. La substitució d'àcids grassos de cadena llarga per àcids grassos de cadena curta, que es metabolitzen més ràpidament, dóna lloc a l'obtenció de més cossos cetònics per quilocalories.
La major eficiència d'aquest procés provoca un menor requeriment de greixos, per tant, permet consumir majors quantitats d'hidrats de carboni i proteïnes [27]. Aquesta és una diferència fonamental que determina el manteniment a llarg termini de la dieta, ja que és menys estricta que la KD clàssica [28,29]. A més, aquest tipus de dieta millora la funció mitocondrial [30].
Dieta de triglicèrids de cadena mitjana (MCTD)
MTCD és un tipus de KD on predominen els triglicèrids de cadena mitjana (MTC) [26]. MTCD proporciona una absorció més ràpida dels triglicèrids al torrent sanguini. La substitució d'àcids grassos de cadena llarga per àcids grassos de cadena curta, que es metabolitzen més ràpidament, dóna lloc a l'obtenció de més cossos cetònics per quilocalories.
La major eficiència d'aquest procés provoca un menor requeriment de greixos, per tant, permet consumir majors quantitats d'hidrats de carboni i proteïnes [27]. Aquesta és una diferència fonamental que determina el manteniment a llarg termini de la dieta, ja que és menys estricta que la KD clàssica [28,29]. A més, aquest tipus de dieta millora la funció mitocondrial [30].
Dieta cetogènica molt baixa en calories (VLCKD)
La ingesta d'hidrats de carboni en aquesta dieta varia entre 20 i 50 g al dia o potser menys del 10% amb 2.000 kcal al dia [31]. A causa de les diferències individuals, no tots els pacients poden aconseguir la cetosi amb aquestes proporcions de macronutrients. Aquesta modificació es pot utilitzar com a dietes tocetogèniques d'inducció amb un contingut més elevat de proteïnes.
Tractament amb baix índex glucèmic (LGIT)
El tractament amb un índex glucèmic baix (LGIT) és una alternativa a la dieta cetogènica. Es tracta d'una dieta rica en greixos en la qual és fonamental la substitució d'aliments d'índex glucèmic (IG) alt per aliments de baix IG.
L'IG indica quants aliments augmenten els nivells de glucosa en sang en comparació amb la mateixa quantitat d'hidrats de carboni de referència [32]. Tot i que aquesta dieta no condueix a cetosi contínua, té un efecte positiu en el metabolisme dels hidrats de carboni. És més fàcil de mantenir per als pacients i, per tant, és popular entre els pacients més joves durant l'hospitalització [1].
Dieta cetogènica cíclica (CKD)
Consisteix en períodes cíclics d'una dieta cetogènica clàssica i una dieta alta en carbohidrats (amb un 45-65% d'hidrats de carboni). Aquest últim té com a objectiu reomplir les reserves de glicogen als músculs [33].
Dieta cetogènica dirigida (TKD)
Aquest tipus de dieta cetogènica permet que una persona consumeixi més hidrats de carboni al voltant d'una activitat física intensa per mantenir el rendiment sense afectar l'estat de cetosi [33].
2. Alteracions metabòliques en el cervell associades a la dieta cetogènica
Tot i que el cervell només representa al voltant del 2% del pes corporal, és l'òrgan que consumeix més energia del cos. Se sap que no només la glucosa pot ser una font d'energia per al cervell, sinó també les cetones que poden satisfer fins al 60% de les necessitats energètiques totals del cervell [34].
Una quantitat creixent d'investigacions mostra que la dieta cetogènica per canvis de vies bioquímiques pot tenir un efecte positiu en les funcions cerebrals i pot oferir beneficis terapèutics a una àmplia gamma de condicions neurològiques. Una dieta rica en greixos pretén induir un estat de cetosi al cos, caracteritzat per un augment de la lipòlisi i la cetogènesi [35].
Com es mostra a la figura 2, els àcids grassos s'oxiden intensament al fetge, donant lloc a la formació de quantitats importants de cossos cetònics (KB), com ara acetoacetat (ACA), D(-)3-hidroxibutirat (D-HB, - HB) i acetona. Els dos primers poden entrar al cicle de l'àcid cítric (cicle de l'àcid tricarboxílic, cicle TCA) i ser utilitzats per obtenir ATP per part de les neurones.
Leino et al. [36] van demostrar que el nivell de transportador de monocarboxilat (MCT), que és responsable del transport de KB a través de la barrera hematoencefàlica (BBB), augmenta en animals alimentats amb una dieta KD en comparació amb els controls alimentats amb una dieta predominantment d'hidrats de carboni. Bentourkia et al també van confirmar l'augment del transport de cossos cetònics. [37] utilitzant tomografia per emissió de positronemissió (PET) i ACA marcat amb 11C.
Aquest estudi va demostrar un augment de set a vuit vegades en la captació cerebral de 11C-ACA en un estat de cetosi induït per KD o inanició, en comparació amb els controls alimentats amb una dieta rica en carbohidrats. Posteriorment, els KBs produïts es converteixen en acetil-CoA en teixits extrahepàtics i participen en el cicle de l'àcid cítric com a font d'energia [38].
Com es mostra en experiments amb animals, l'obtenció d'energia dels cossos cetònics té molts beneficis relacionats amb les funcions del sistema nerviós. Entre altres, la seva transformació augmenta el conjunt d'energia total, que és utilitzat per les neurones per produir neurotransmissors [39]. Curiosament, -HB inhibeix la lipòlisi, controlant així l'hemostàsia i la cetogènesi [5], mitjançant l'activació del receptor 2 d'àcid hidroxicarboxílic (HCA2, PUMA-G). , GPR109A).
Micelar aquest receptor mostra una major intensitat de lipòlisi i cetogènesi, cosa que indica que aquest receptor és essencial per a la inhibició de la lipòlisi per -HB [40]. Les últimes investigacions mostren que KD pot canviar la proporció de NAD+/NADH, augmentant la disponibilitat de NAD+. al cervell, que té un impacte significatiu en les vies cel·lulars implicades en la resposta inflamatòria, la reparació del dany a l'ADN i la regulació del ritme circadià [14,41].
Això fa que la dieta cetogènica sigui capaç d'alleujar els símptomes de malalties de les quals la patogènesi està relacionada amb els processos esmentats anteriorment.
2.1. L'impacte de la dieta cetogènica en el metabolisme de la glucosa]
Quan el subministrament d'hidrats de carboni de la dieta és insuficient, el cervell adquireix energia mitjançant la cetogènesi. Diversos estudis indiquen que el canvi del metabolisme cerebral de l'oxidació de la glucosa a la utilització del cos cetònic requereix adaptació [42–44].
Una vegada que l'organisme s'ha adaptat a utilitzar KB com a font principal d'energia, pot cobrir fins al 60-70% de l'energia necessària per al funcionament correcte del cervell [34,45]. Un estudi i metaanàlisi realitzat per Zhang et al. [46] van demostrar que la taxa d'adaptació cerebral depèn de la durada i de la gravetat de la cetosi. El Zilberter et al. [2] l'anàlisi va concloure que els KB actuen estalviant glucosa en lloc d'inhibir la glucòlisi.
A causa d'aquest mecanisme, la glucosa realitza altres funcions en les quals no es pot substituir, és a dir, la biosíntesi d'altres compostos, com l'alanina [47] i el glutamat [48], la glicogènesi i la protecció antioxidant [2]. La glucosa es transporta al cervell per tres isoformes de transportadors de glucosa (GLUT): (1) GLUT 1 de 55 kDa, expressat per cèl·lules endotelials, (2) GLUT 1 de 45 kDa, expressat per astròcits, (3) GLUT 3, produït per neurones [49].
Leino et al. [36] van revelar que els nivells de GLUT1 s'eleven a les cèl·lules endotelials i el neuropil de rates posades en cetosi, en comparació amb un grup alimentat amb una dieta alta en carbohidrats. La millora del transport de glucosa al cervell també es pot associar amb l'acció del factor de creixement semblant a la insulina (IGF1).
Les rates alimentades amb una dieta cetogènica amb restricció energètica van mostrar una expressió augmentada de (1) receptors IGF1 del factor de creixement semblant a la insulina a totes les parts del cervell, (2) proteïna d'unió a IGF1, que inhibeix la proteòlisi IGF1, a les cèl·lules de Purkinje i (3) GLUT 1, GLUT. 3 ARNm [50].
La investigació experimental sobre els efectes de l'IGF1 en el cervell del ratolí ha demostrat que actua de manera sinèrgica amb la insulina en la translocació del transportador de glucosa GLUT1 a la membrana cel·lular dels astròcits, contribuint a un millor transport de glucosa al cervell [51].
Al mateix temps, el metabolisme dels astròcits es veu augmentat per KD [52]. Els astròcits activen la glucòlisi i la glicogenòlisi, que aporten energia per mantenir les funcions essencials d'aquestes cèl·lules, com ara l'eliminació de l'excés de glutamat i ions K+ de la fissura sinàptica [53].
2.2. L'impacte de la dieta cetogènica en el metabolisme dels aminoàcids i la síntesi de neurotransmissors; cicle glutamat-glutamina
El glutamat és un aminoàcid excitador i, per tant, la seva concentració al buit sinàptic s'ha de mantenir a un nivell baix. Es transporta mitjançant transportadors vesiculars de glutamat (VGLUT). La seva acció depèn dels ions Cl−, que actuen com a moduladors al·lostèrics.
L'absència d'aquests ions inhibeix el transport glutamatèrgic [54]. Juge et al. [55] van demostrar que els cossos cetònics causen una inhibició reversible del transport de glutamat a les neurones de l'hipocamp en unir-se al lloc dels ions Cl−. L'ACA va mostrar un efecte més fort que altres intermedis del metabolisme cel·lular, com ara -HB i piruvat.
El consum a llarg termini d'una dieta basada en greixos amb una reducció concomitant d'hidrats de carboni augmenta el flux a través del cicle TCA mitjançant una producció amplificada d'acetil-CoA i una activitat millorada de la reacció d'acetil-CoA amb oxalacetat [52].
La via per a l'obtenció de glutamat també s'intensifica a causa de la reducció de la disponibilitat d'oxaloacetat en comparació amb l'estat fisiològic, com a conseqüència de l'augment de la utilització d'aquest compost en la reacció amb acetil-CoA en el cicle de l'àcid cítric [52].
Això provoca una reducció de la conversió de glutamat a aspartat en la reacció glutamat + oxalacetat=aspartat + -cetoglutarat [56] (vegeu la figura 3). Els estudis sobre ratolins cetònics han demostrat que les concentracions de leucina eren més elevades tant a la sang com a la cervell anterior d'aquests animals, mentre que les concentracions de glutamat i glutamina no eren diferents en comparació amb els controls alimentats amb una dieta predominantment d'hidrats de carboni [56].
Això pot donar lloc a un augment del transport de glutamat per part dels astròcits a les neurones, que requereix el lliurament d'una molècula d'amoníac [57], generada principalment a partir de leucina [58]. Aquests estudis indiquen una ampliació de la reserva de glutamat disponible que pot afavorir la síntesi del neurotransmissor inhibidor àcid gamma-aminobutíric (GABA), tal com confirmen els estudis sobre sinaptosomes que utilitzen altes concentracions d'ACA [59].
A més, els estudis que van utilitzar glucosa i acetat marcats amb 13C van revelar que el carboni que es trobava al GABA a l'estat de cetosi es derivava de l'acetat [52]. També es va observar un augment de la relació GABA/glutamina.
For more information:1950477648nn@gmail.com
