Ketogen diæt for at forbedre neurogendannelse

Der er et presserende behov for innovative terapier til forbedring af neurorecovery efter rygmarvsskade (SCI). På trods af omfattende forskning, kliniske fremskridt og forbedrede rehabiliteringsstrategier er SCI fortsat en væsentlig årsag til handicap og dødelighed. Efter en primær påvirkning gennemgår den skadede rygmarv flere sekundære patologiske tilstande, der repræsenterer et vigtigt mål i udviklingen af ​​neurobeskyttende strategier til behandling af SCI. Selv mindre forbedringer i neurologisk genopretning kan have dybtgående indvirkning på håndtering af daglige aktiviteter, sekundære helbredskomplikationer og livskvalitet. Derfor er rettidige og effektive strategier af afgørende betydning for positive resultater efter SCI. En række farmakologiske neurobeskyttende midler har været genstand for intensiv undersøgelse i store, multicenter, prospektive randomiserede kontrollerede forsøg. På trods af lovende prækliniske dyredata var de primære resultater af disse kliniske forsøg stort set negative. Der er således en klar grund for forskere, klinikere og patienter til at søge alternative behandlinger for at forbedre neurorecovery og funktionel status efter SCI.

Den videnskabelige forudsætning for dette projekt hviler på akkumulering af beviser for, at diætbaserede terapier, såsom den ketogene diæt (KD), tilbyder effektiv neurobeskyttelse mod sekundære skadeskaskader og forbedrer forbenets motoriske funktion i en rottemodel af SCI og forbedrer den motoriske funktion i øvre ekstremiteter i patienter med akut SCI. KD er en diæt med højt fedtindhold og lavt kulhydrat designet til at efterligne de metaboliske og biokemiske ændringer, der opstår under kaloriebegrænsning, specifikt ketose. Ketonlegemer har vist sig at udøve neurobeskyttende virkninger ved at forhindre oxidativ skade; dæmpende neuroinflammation og glutamatexcitotoksicitet; og hæmning af apoptose i hjernen og rygmarven. Fordi glutamat excitotoksicitet, inflammation og induktion af apoptotiske veje fører til progressiv degeneration i rygmarven kort efter skaden, kan inhibering af disse processer af ketonlegemer øge neurologisk genopretning efter en SCI. Til støtte for disse hypoteser viste vi for nylig for første gang, at sammenlignet med en standard hospitalsdiæt (SD) forbedrede 5 ugers KD den øvre ekstremitets motoriske funktion hos patienter med akut SCI. Derudover var et neuroinflammatorisk blodprotein, fibrinogen, til stede i lavere niveauer i KD-serumprøverne end i SD-serumprøverne. Samlet tyder vores resultater på, at en KD kan inducere antiinflammatoriske virkninger delvist ved at reducere fibrinogen, som fremmer neurobeskyttelse og forbedret restitution.

Det akutte stadie post-SCI er også karakteriseret ved hyperglykæmi, som er stærkt forbundet med dårlige funktionelle resultater ved udskrivelse. Disse resultater understøtter vigtigheden af ​​at opnå stram glykæmisk kontrol ved akut human SCI for at opnå bedre neurologiske resultater. Nye beviser tyder på, at en KD også kan forbedre patientens metaboliske tilstand og opretholde normale glykæmiske niveauer. I modsætning hertil har standard hospitalsdiæter traditionelt fremmet et relativt højt næringsindhold af kulhydrater. I overensstemmelse med tidligere fund har vi for nylig vist, at 5 ugers KD reducerede fastende serumglukoseniveauer med 24 mg/dl, hvorimod niveauerne steg med 0,7 mg/dl i SD-gruppen. Disse provokerende resultater har ført os til vores centrale hypotese, at SCI-patienter, der indtager en KD i løbet af de første 5 uger (gennemsnitligt hospitalsophold) efter skaden, vil have bedre neurologisk restitution, funktionel uafhængighed og glykæmisk kontrol end de SCI-patienter, der indtager en SD under denne periode.