Photobiomodulation und ketogene Ernährung zur Behandlung von Netzhauterkrankungen der mittleren Peripherie zur Prävention der Alzheimer-Krankheit

Als Teil des Zentralnervensystems (ZNS) teilt die Netzhaut wichtige strukturelle und funktionelle Merkmale mit dem Gehirn, was sie zu einem potenziellen Portal in die medizinische Zukunft eines Patienten macht. Da die zerebralen und retinalen Mikrogefäße auffallend ähnlich sind, wurde der Zustand der retinalen Gefäße als Indikator für die zerebrale Gefäßgesundheit angesehen. Die Ausdünnung der retinalen Nervenfaserschicht, der Verlust retinaler Ganglienzellen und Veränderungen der Sehnervenscheibe können mit der Alzheimer-Krankheit (AD) in Verbindung gebracht werden. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Drusenbildung in der Makula möglicherweise den Schweregrad von AD vorhersagt. Während die Makula der primäre Forschungsschwerpunkt für Netzhautanomalien war, könnte die periphere Netzhaut der früheste Prädiktor für Neurodegeneration durch trockene AMD (altersbedingte Makuladegeneration) und diabetische Retinopathie (DR) sein. Es hat sich gezeigt, dass die Ultraweitfeld-Bildgebung (UWF) der Netzhaut frühe Biomarker für AD und deren Fortschreiten identifiziert. Die Bildung von peripheren harten Drusen und Veränderungen des Gefäßsystems jenseits des hinteren Pols sind mit der Pathogenese von AD verbunden. Eine kürzlich durchgeführte klinische Studie ergab eine signifikant höhere Prävalenz des harten Drusen-Phänotyps in der Peripherie von AD-Patienten (14/55; 25,4 %) im Vergleich zu Kontrollen (2/48; 4,2 %) [p = 0,04]. Die Analyse der peripheren Netzhaut auf Biomarker der Neurodegeneration wie Drusenbildung und vaskuläre Pathologie bietet einen grundlegenden diagnostischen Standard für die präventive Versorgung. Die vorgeschlagene Intervention zielt darauf ab, die entzündungsfördernde Kaskade in den retinalen und zerebralen Gefäßen durch Wiederherstellung der mitochondrialen Signalübertragung, metabolische Substratflexibilität und Reduzierung von oxidativem Stress unter Verwendung eines klinisch vorgeschriebenen ketogenen Ernährungsprotokolls gleichzeitig mit Photobiomodulation zu hemmen.

Die Verschlechterung der metabolischen Energiewege ist ein herausragendes Merkmal von AD, Parkinson-Krankheit (PD), Retinitis pigmentosa (RP), diabetischer Retinopathie, trockener AMD, Glaukom und Kleinhirnatrophie. Gemeinsame ätiologische Mechanismen neurodegenerativer Erkrankungen des Auges und des ZNS umfassen Mutationen in den DJ-1- und Myc-Modulator (MM-1)-Genen und eine beeinträchtigte mitochondriale Signalübertragung. Photobiomodulationstherapie (PBM) mit pulsierenden Frequenzen von 660 nm und 810 nm hat nachweislich vasoprotektive, neuroprotektive, immunmodulatorische und regenerative Wirkungen auf die Mitochondrienfunktion, die Zellatmung und die Verbesserung der retinalen und zerebralen Vaskularität. Jüngste Studien haben signifikante Ergebnisse bei der Verwendung von PBM bei der Behandlung von AMD, diabetischer Retinopathie, Stargardt-Krankheit, hereditärer Optikusneuropathie von Leber, Parkinson-Krankheit und Alzheimer-Krankheit gezeigt. Der Ätiologie jedes dieser Krankheitszustände gemeinsam ist oxidativer Stress, eine Entzündungskaskade und die Aktivierung apoptotischer Wege. Die Photobiomodulation erweist sich sowohl kurzfristig als prooxidativ als auch langfristig als Antioxidans, um eine hormetische Dosisreaktion zu potenzieren. Ebenso moduliert PBM Entzündungen über die immunregulatorischen Wege, reduziert das Risiko für retinale vaskuläre Dysfunktion und bietet Schutz vor dem Tod von Photorezeptorzellen. In primären Astrozyten dämpft eine verbesserte Immunregulation die durch Beta-Amyloid induzierte zerebrale Entzündung und den oxidativen Stress und leitet eine reparative Wirkung auf die Proteinfehlfaltung ein, indem die metabolische Kontrolle über die Faltung/Entfaltung aktiviert/moduliert wird.

Neuromodulatorische Ergebnisse sind für ketogene Ernährungsprotokolle gut dokumentiert; Kürzlich wurde gezeigt, dass diätetische Ketose Typ-2-Diabetes Mellitus (T2DM) vermittelt, systemische Entzündungen signifikant reduziert, die endokrine Homöostase wiederherstellt und die periphere und zerebrale Insulinsensitivität verbessert. Eine kürzlich durchgeführte Studie, die die neuroprotektiven Wirkungen einer ketogenen Diät auf das Glaukom demonstriert, legt nahe, dass eine erhöhte Insulinsensitivität die Struktur und Funktion der retinalen Ganglienzellen schützt, die nukleare Translokation von NF-KB p65 reduziert und die Expression entzündungsfördernder Moleküle hemmt. Die 8-wöchige ketogene Ernährungsintervention löste den Energiebedarf und linderte die Entzündung, indem sie die Signalwege von HCAR1-ARRB2 (Hydroxycarbonsäurerezeptoren-Arrestin beta -2) stimulierte.

Die schnell steigende Nachfrage nach medizinischer Versorgung durch die alternde Bevölkerung Amerikas rechtfertigt neuartige, integrative Strategien, die sich auf nicht-invasive Behandlungen konzentrieren, um die Compliance der Patienten sicherzustellen und die Gesundheitsspanne gleichzeitig mit der Lebensspanne zu maximieren. Die Photobiomodulationstherapie in Kombination mit multidisziplinären Änderungen des Lebensstils, wie z. B. ketogene Ernährungsprotokolle, die Patienten im Rahmen der Optometrie angeboten werden, bietet einen praktikablen therapeutischen Ansatz für Gesundheitsdienstleister an vorderster Front der Diabetesversorgung. Die PBM-Intervention bietet sowohl ein diagnostisches Instrument zur Prävention als auch ein Behandlungsmodell für altersbedingte retinale/zerebrale mikrovaskuläre Erkrankungen: AD, PD, diabetische Retinopathie, AMD, Glaukom und Retinitis.

Die Studie wird die Auswirkungen der Photobiomodulation untersuchen, die bei Frequenzen von Rot (660 nm) und Nahinfrarot (810 nm) gleichzeitig mit einem ketogenen Ernährungsprotokoll (Serumketone bei 0,5 - 2,0 mmol/L) pulsiert, um vaskuläre Merkmale der diabetischen Retinopathie zu vermitteln , diabetisches Makulaödem, altersbedingte Makuladegeneration (AMD), mittelperiphere Drusen, Sehschärfe und Netzhauterkrankungen. Rotes und Nahinfrarotlicht (NIR) über eine Behandlung mit Leuchtdioden (LED) fördert die Netzhautheilung und verbessert die Sehschärfe, indem es den zellulären Energiestoffwechsel steigert, die Mitochondrienfunktion verbessert, die Cytochrom-C-Oxidase-Aktivität erhöht, die antioxidativen Schutzwege stimuliert und das Zellüberleben fördert. Die LED-Therapie kommt Neuronen in der Netzhaut, dem Nucleus geniculatum lateralis und dem visuellen Kortex direkt zugute; Ebenso zeigt ein ketogenes Ernährungsprotokoll metabolische und neuromodulatorische Vorteile innerhalb des ZNS, insbesondere bei der Behandlung von refraktärer Epilepsie. Die Photobiomodulation wurde als Modalität ohne signifikantes Risiko (NSR) zur Behandlung von Augenerkrankungen zugelassen.