Ketogeen dieet om neuro-herstel te verbeteren

Er is dringend behoefte aan innovatieve therapieën om het neuroherstel na een dwarslaesie (SCI) te verbeteren. Ondanks uitgebreid onderzoek, klinische vooruitgang en verbeterde revalidatiestrategieën, blijft dwarslaesie een belangrijke oorzaak van invaliditeit en sterfte. Na een primaire impact ondergaat het gewonde ruggenmerg meerdere secundaire pathologische toestanden die een belangrijk doelwit vormen bij het ontwikkelen van neuroprotectieve strategieën voor de behandeling van dwarslaesie. Zelfs kleine verbeteringen in neurologisch herstel kunnen grote gevolgen hebben voor het beheer van dagelijkse activiteiten, secundaire gezondheidscomplicaties en kwaliteit van leven. Tijdige en effectieve strategieën zijn dus van cruciaal belang voor positieve resultaten na dwarslaesie. Een aantal farmacologische neuroprotectieve middelen is onderworpen aan intensief onderzoek in grote, multicenter, prospectieve gerandomiseerde gecontroleerde studies. Ondanks veelbelovende preklinische diergegevens waren de primaire uitkomsten van deze klinische onderzoeken grotendeels negatief. Er is dus een duidelijke reden voor onderzoekers, clinici en patiënten om alternatieve therapieën te zoeken om het neuroherstel en de functionele status na dwarslaesie te verbeteren.

Het wetenschappelijke uitgangspunt van dit project berust op het verzamelen van bewijs dat op voeding gebaseerde therapieën, zoals het ketogene dieet (KD), effectieve neurobescherming bieden tegen cascades van secundair letsel en de motorische functie van de voorpoten verbeteren in een rattenmodel van dwarslaesie en de motorische functie van de bovenste ledematen verbeteren bij patiënten met acute dwarslaesie. De KD is een vetrijk, koolhydraatarm dieet dat is ontworpen om de metabole en biochemische veranderingen na te bootsen die optreden tijdens caloriebeperking, met name ketose. Van ketonlichamen is aangetoond dat ze neuroprotectieve effecten uitoefenen door oxidatieve schade te voorkomen; verzwakkende neuro-inflammatie en glutamaat-excitotoxiciteit; en het remmen van apoptose in de hersenen en het ruggenmerg. Omdat glutamaatexcitotoxiciteit, ontsteking en inductie van apoptotische routes kort na het letsel leiden tot progressieve degeneratie in het ruggenmerg, kan remming van deze processen door ketonlichamen het neurologische herstel na een dwarslaesie bevorderen. Ter ondersteuning van deze hypothesen hebben we onlangs voor het eerst aangetoond dat, vergeleken met een standaard ziekenhuisdieet (SD), 5 weken KD de motorische functie van de bovenste ledematen verbeterde bij patiënten met acute dwarslaesie. Bovendien was een neuro-inflammatoir bloedeiwit, fibrinogeen, aanwezig in lagere niveaus in de KD-serummonsters dan in de SD-serummonsters. Alles bij elkaar genomen suggereren onze resultaten dat een KD ontstekingsremmende effecten kan veroorzaken, gedeeltelijk door fibrinogeen te verminderen, wat neuroprotectie en verbeterd herstel bevordert.

De acute fase na SCI wordt ook gekenmerkt door hyperglykemie, die sterk geassocieerd is met slechte functionele resultaten bij ontslag. Deze bevindingen ondersteunen het belang van het bereiken van strakke glykemische controle bij acute menselijke dwarslaesie om betere neurologische resultaten te verkrijgen. Opkomend bewijs suggereert dat een KD ook de metabole toestand van de patiënt kan verbeteren en normale glycemische niveaus kan handhaven. Daarentegen hebben standaard ziekenhuisdiëten van oudsher een relatief hoog gehalte aan koolhydraten bevorderd. In overeenstemming met eerdere bevindingen hebben we onlangs aangetoond dat 5 weken KD de nuchtere serumglucosewaarden met 24 mg/dl verlaagde, terwijl de niveaus met 0,7 mg/dl toenamen in de SD-groep. Deze provocerende bevindingen hebben ons geleid tot onze centrale hypothese dat SCI-patiënten die een KD consumeren gedurende de eerste 5 weken (gemiddelde ziekenhuisopname) na letsel een beter neurologisch herstel, functionele onafhankelijkheid en glykemische controle zullen hebben dan de SCI-patiënten die een SD consumeren tijdens deze periode.