Ketogene Ernährung zur Verbesserung der Neuroregeneration

Es besteht ein dringender Bedarf an innovativen Therapien zur Verbesserung der Neuroregeneration nach einer Rückenmarksverletzung (SCI). Trotz umfangreicher Forschung, klinischer Fortschritte und verbesserter Rehabilitationsstrategien ist QSL nach wie vor eine bedeutende Ursache für Behinderungen und Sterblichkeit. Nach einem primären Aufprall durchläuft das verletzte Rückenmark mehrere sekundäre pathologische Zustände, die ein wichtiges Ziel bei der Entwicklung neuroprotektiver Strategien zur Behandlung von SCI darstellen. Selbst geringfügige Verbesserungen der neurologischen Genesung können tiefgreifende Auswirkungen auf die Bewältigung der täglichen Aktivitäten, sekundäre Gesundheitskomplikationen und die Lebensqualität haben. Daher sind zeitnahe und effektive Strategien für positive Ergebnisse nach QSL von entscheidender Bedeutung. Eine Reihe pharmakologischer neuroprotektiver Wirkstoffe wurde in großen, multizentrischen, prospektiven, randomisierten, kontrollierten Studien intensiv untersucht. Trotz vielversprechender präklinischer Tierdaten waren die primären Ergebnisse dieser klinischen Studien größtenteils negativ. Es gibt daher einen klaren Grund für Forscher, Kliniker und Patienten, nach alternativen Therapien zu suchen, um die Neuroregeneration und den funktionellen Status nach einer QSL zu verbessern.

Die wissenschaftliche Prämisse dieses Projekts beruht auf der Sammlung von Beweisen dafür, dass diätbasierte Therapien wie die ketogene Diät (KD) eine wirksame Neuroprotektion gegen sekundäre Verletzungskaskaden bieten und die motorische Funktion der Vorderbeine in einem Rattenmodell von SCI verbessern und die motorische Funktion der oberen Extremitäten in verbessern Patienten mit akutem Querschnittlähmung. Die KD ist eine fettreiche, kohlenhydratarme Diät, die entwickelt wurde, um die metabolischen und biochemischen Veränderungen nachzuahmen, die während der Kalorienrestriktion, insbesondere der Ketose, auftreten. Es wurde gezeigt, dass Ketonkörper neuroprotektive Wirkungen ausüben, indem sie oxidative Schäden verhindern; Abschwächung von Neuroinflammation und Glutamat-Exzitotoxizität; und Hemmung der Apoptose im Gehirn und Rückenmark. Da Glutamat-Exzitotoxizität, Entzündung und Induktion apoptotischer Wege kurz nach der Verletzung zu einer fortschreitenden Degeneration im Rückenmark führen, kann die Hemmung dieser Prozesse durch Ketonkörper die neurologische Erholung nach einer SCI verbessern. Zur Unterstützung dieser Hypothesen haben wir kürzlich erstmals gezeigt, dass im Vergleich zu einer Standard-Krankenhausdiät (SD) eine 5-wöchige KD die motorische Funktion der oberen Extremitäten bei Patienten mit akuter SCI verbessert. Außerdem war ein neuroinflammatorisches Blutprotein, Fibrinogen, in den KD-Serumproben in geringeren Mengen vorhanden als in den SD-Serumproben. Zusammengenommen legen unsere Ergebnisse nahe, dass eine KD entzündungshemmende Wirkungen teilweise durch die Reduzierung von Fibrinogen induzieren kann, was die Neuroprotektion und eine verbesserte Erholung fördert.

Das akute Stadium nach einer SCI ist auch durch Hyperglykämie gekennzeichnet, die stark mit schlechten funktionellen Ergebnissen bei der Entlassung verbunden ist. Diese Ergebnisse unterstützen die Bedeutung einer strengen glykämischen Kontrolle bei akuter Rückenmarksverletzung beim Menschen, um bessere neurologische Ergebnisse zu erzielen. Neuere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine KD auch den Stoffwechselzustand des Patienten verbessern und normale glykämische Werte aufrechterhalten kann. Im Gegensatz dazu haben Standard-Krankenhausdiäten traditionell einen relativ hohen Kohlenhydrat-Nahrungsgehalt gefördert. In Übereinstimmung mit früheren Ergebnissen haben wir kürzlich gezeigt, dass 5 Wochen KD den Nüchtern-Serumglukosespiegel um 24 mg/dl senkten, während die Werte in der SD-Gruppe um 0,7 mg/dl anstiegen. Diese provokativen Ergebnisse haben uns zu unserer zentralen Hypothese geführt, dass SCI-Patienten, die in den ersten 5 Wochen (durchschnittlicher Krankenhausaufenthalt) nach der Verletzung eine KD einnehmen, eine bessere neurologische Erholung, funktionelle Unabhängigkeit und glykämische Kontrolle aufweisen als die SCI-Patienten, die währenddessen eine SD einnehmen dieser Zeitabschnitt.