Kognitiivisen heikkenemisen neurovaskulaarisen kytkennän kohdentaminen nitraattipohjaisella ravintolisäsuosituksella (DietNOBrain)

Ruokavalio on vakiintunut yhdeksi merkittävimmistä säädettävistä muuttujista ihmisten terveydelle modernissa yhteiskunnassa. Maailman terveysjärjestön tunnustus ikääntymiseen liittyvistä kognitiivisista häiriöistä ja dementia yhdeksi aikamme suurimmista kansanterveydellisistä haasteista korostaa välttämätöntä tarvetta kattavammalle ymmärrykselle siitä, kuinka erilaiset elämäntapatekijät, erityisesti ruokavalio, vaikuttavat hermoston toimintaan ja sitä seuraavaan kognitiiviseen suorituskykyyn koko eliniän ajan.

Aivoilla on hienostuneet mekanismit aivojen verenkierron (CBF) tarkkaan tilalliselle ja ajalliselle säätelylle hermoston aktiivisuuden mukaan, mikä tunnetaan neurovaskulaarisena kytkentänä (NVC). Kasvava määrä esikliinisiä ja ihmistutkimuksia osoittaa, että NVC-toimintahäiriö on keskeinen varhainen tekijä, joka edesauttaa kognitiivisen heikkenemisen patogeneesiä ja vaskulaarista kognitiivista häiriötä (VCI) ikääntymisessä sekä mikroverisuonten nopeutuneeseen ikääntymiseen liittyvissä tiloissa, kuten aivojen pienisuonitaudissa (cSVD). Epäonnistuminen missä tahansa NVC-reitin osassa häiritsee CBF:tä, mikä johtaa katastrofaaliseen hapen ja energian saatavuuden vähenemiseen aivosoluille ja pitkällä aikavälillä hermosolujen toimintahäiriöihin ja kognitiivisiin häiriöihin.

Tutkijat ovat osoittaneet, että neuronien typpioksidisyntaasin (nNOS) tuottama typpioksidi (NO) on suora välittäjä NVC:ssä ja että NO:n biosaatavuuden väheneminen ikääntymisen myötä heikentää NVC:tä ja vähentää paikallista CBF:tä. Lyhyen ajan kuluttua nNOS:n tunnistamisesta NO:n lähteeksi aivojen verisuonten laajentumiselle paljastui vaihtoehtoinen NO-tuotantoreitti, joka on riippumaton nNOS:sta ja perustuu nitraatin peräkkäiseen pelkistykseen, nitraatti:nitriitti:NO-reitti.

Vihreiden lehtivihannesten mukana normaalissa ruokavaliossa nautittu nitraatti bioaktivoituu nitriitiksi, ja molemmat yhdisteet ovat pysyviä osia veren/kudosten koostumusta eläinlajeissa, vaikuttaen CBF:hen ja johtaen oppimisen ja muistin parantumiseen jyrsijöillä ja VCI-potilailla. Kuitenkin keskeinen kysymys jää siitä, onko nitriitistä tuotettu NO toiminnallisesti yhteydessä neuronien aktivaatioon. Tämä on avainasemassa ymmärtääksemme, voidaanko ruokavalion nitraatti liittää neuronien aktivoimiin CBF:n nousuihin ja kognitiiviseen suorituskykyyn.

Tutkijat ja muut ovat osoittaneet, että erityisärystimien vaikutuksesta askorbaattia vapautuu neuroneista ja se on saatavilla nitriitin pelkistykseen, ja alustavat tietomme tukevat sitä, että NO:n biosaatavuus ja CBF saattavat säilyä riippumattomina nNOS:sta nitriitin pelkistymisen kautta NO:ksi aivojen soluvälitilassa neuronien aktivoinnin yhteydessä (julkaisematonta dataa). Tämä innovatiivinen mekanismi yhdistää toiminnallisesti nitriitistä NO:n tuotannon neuronien aktivaatioon, laukaisee CBF:n nousuja ja ylläpitää toimivaa NVC:tä. Toinen näkökulma on, että yhdistäen ruokavalion ja kognitiivisen suorituskyvyn, tämä mekanismi sisältää säätelyelementtejä, joita voidaan säädellä ruokavalion nitraatin avulla.

Siksi tässä pilottitutkimuksessa suoritetaan konseptitodistustutkimus, jossa selvitetään ruokavalion nitraatin lisäravinteiden intervention kliinistä vaikutusta kliinisessä populaatiossa, jolla on pienisuonitaudin aiheuttama VCI, mitattuna NVC:n ja kognitiivisen suorituskyvyn muutoksilla.

Tutkijat olettavat, että toimiva NVC pysyy toimintakuntoisena VCI-potilailla lisäämällä NO:n biosaatavuutta aivojen soluvälitilassa nitraatista rikkaan ruokavalion avulla, mikä puolestaan tukee riittävää CBF:tä vastauksena neuronien aktivaatiolle, säädellen sairauteen liittyvien fysiologisten ja kognitiivisten merkkiaineiden molekyylimekanismeja ja kognitiivista suorituskykyä.