Zacílení na neurovaskulární spojení při kognitivním úbytku pomocí doplňků stravy na bázi dusičnanů (DietNOBrain)

Strava je v moderních společnostech považována za jednu z nejdůležitějších upravitelných proměnných lidského zdraví. Uznání kognitivního postižení a demence spojené se stárnutím Světovou zdravotnickou organizací jako jedné z hlavních výzev veřejného zdraví naší doby zdůrazňuje naléhavou potřebu hlubšího pochopení toho, jak různé aspekty životního stylu, zejména strava, ovlivňují nervovou funkci a následný kognitivní výkon v průběhu života.

Mozek je vybaven jemnými mechanismy pro přesnou prostorovou a časovou kontrolu cerebrálního průtoku krve (CBF) v závislosti na nervové aktivitě, což je neurovaskulární spojení (NVC). Rostoucí důkazy z preklinických a lidských studií ukazují, že dysfunkce NVC je klíčovým časným faktorem přispívajícím k patogenezi kognitivního poklesu a vaskulárního kognitivního postižení (VCI) ve stáří a stavech spojených se zrychleným mikrovaskulárním stárnutím, jako je onemocnění malých mozkových cév (cSVD). Selhání v jakékoli části NVC dráhy narušuje CBF, což vede ke katastrofálnímu vyčerpání okysličení a energetického zásobování mozkových buněk a dlouhodobě k neuronální dysfunkci a kognitivnímu postižení.

Výzkumníci prokázali, že oxid dusnatý (NO) syntetizovaný neuronální syntázou oxidu dusnatého (nNOS) je přímým mediátorem NVC a že snížená biologická dostupnost NO během stárnutí ohrožuje NVC a snižuje lokální CBF. Krátce po identifikaci nNOS jako zdroje NO pro vazodilataci v mozku byla odhalena alternativní dráha produkce NO nezávislá na nNOS, která závisí na sekvenční redukci dusičnanu, tedy dráha dusičnan:dusitan:NO.

Dusičnan konzumovaný v listové zelenině jako součást běžné stravy je bioaktivován na dusitan a obě sloučeniny jsou trvalými složkami krve/tkání u živočišných druhů, ovlivňují CBF a vedou ke zlepšení učení a paměti u hlodavců a pacientů s VCI. Zůstává však klíčová otázka, zda je NO produkovaný z dusitanu funkčně spojen s neuronální aktivací. To je klíčové pro pochopení, zda může být dietní dusičnan spojen s neuronálně závislým zvýšením CBF a kognitivním výkonem.

Výzkumníci a další ukázali, že při excitační stimulaci se z neuronů uvolňuje askorbát, který je dostupný pro redukci dusitanu, a naše předběžná data podporují, že biologická dostupnost NO a CBF mohou být udržovány nezávisle na nNOS redukcí dusitanu na NO v extracelulárním prostoru mozku při neuronální aktivaci (nepublikovaná data). Tento inovativní mechanismus funkčně spojuje produkci NO z dusitanu s neuronální aktivací, spouští zvýšení CBF a udržuje funkční NVC. Dalším aspektem je, že tento mechanismus, který spojuje stravu a kognitivní výkon, zahrnuje modulační prvky, které lze upravovat stravou prostřednictvím dusičnanu.

V této pilotní studii bude provedena koncepční studie, která prozkoumá klinický dopad intervenční suplementace dietním dusičnanem u klinické populace s VCI způsobeným onemocněním malých cév, měřeno změnami v NVC a kognitivním výkonu.

Výzkumníci předpokládají, že funkční NVC je u pacientů s VCI udržováno funkční zvýšením biologické dostupnosti NO v extracelulárním prostoru mozku prostřednictvím stravy bohaté na dusičnany, což naopak podporuje adekvátní CBF v reakci na neuronální aktivaci, moduluje molekulární mechanismy a kognitivní výkon fyziologických a kognitivních markerů souvisejících s onemocněním.