Ketogen diett for å forbedre nevro-restitusjon

Det er et presserende behov for innovative terapier for å forbedre neurorecovery etter ryggmargsskade (SCI). Til tross for omfattende forskning, kliniske fremskritt og forbedrede rehabiliteringsstrategier, fortsetter SCI å være en betydelig årsak til funksjonshemming og dødelighet. Etter en primær påvirkning gjennomgår den skadde ryggmargen flere sekundære patologiske tilstander som representerer et viktig mål for å utvikle nevrobeskyttende strategier for behandling av SCI. Selv mindre forbedringer i nevrologisk utvinning kan ha stor innvirkning på håndtering av daglige aktiviteter, sekundære helsekomplikasjoner og livskvalitet. Derfor er rettidige og effektive strategier av avgjørende betydning for positive resultater etter SCI. En rekke farmakologiske nevrobeskyttende midler har vært gjenstand for intensiv undersøkelse i store, multisenter, prospektive randomiserte kontrollerte studier. Til tross for lovende prekliniske dyredata, var de primære resultatene av disse kliniske studiene stort sett negative. Det er derfor en klar grunn for forskere, klinikere og pasienter til å søke alternative terapier for å forbedre nevro-recovery og funksjonell status etter SCI.

Det vitenskapelige premisset for dette prosjektet hviler på akkumulerende bevis for at diettbaserte terapier, slik som den ketogene dietten (KD), tilbyr effektiv nevrobeskyttelse mot sekundære skadekaskader og forbedrer forbenets motoriske funksjon i en rottemodell av SCI og forbedrer motorisk funksjon i øvre ekstremiteter i pasienter med akutt SCI. KD er en diett med høyt fettinnhold og lavkarbo designet for å etterligne de metabolske og biokjemiske endringene som oppstår under kalorirestriksjon, spesielt ketose. Ketonlegemer har vist seg å utøve nevrobeskyttende effekter ved å forhindre oksidativ skade; dempende nevroinflammasjon og glutamateksitotoksisitet; og hemmer apoptose i hjernen og ryggmargen. Fordi glutamateksitotoksisitet, betennelse og induksjon av apoptotiske veier fører til progressiv degenerasjon i ryggmargen kort tid etter skaden, kan hemming av disse prosessene av ketonlegemer øke nevrologisk utvinning etter en SCI. Til støtte for disse hypotesene, viste vi nylig for første gang at, sammenlignet med en standard sykehusdiett (SD), forbedret 5 uker med KD øvre ekstremitetsmotoriske funksjon hos pasienter med akutt SCI. I tillegg var et nevroinflammatorisk blodprotein, fibrinogen, tilstede i lavere nivåer i KD-serumprøvene enn i SD-serumprøvene. Samlet antyder resultatene våre at en KD kan indusere antiinflammatoriske effekter delvis ved å redusere fibrinogen, som fremmer nevrobeskyttelse og forbedret utvinning.

Det akutte stadiet post-SCI er også preget av hyperglykemi, som er sterkt assosiert med dårlige funksjonelle utfall ved utskrivning. Disse funnene støtter viktigheten av å oppnå tett glykemisk kontroll ved akutt human SCI for å oppnå bedre nevrologiske resultater. Nye bevis tyder på at en KD også kan forbedre pasientens metabolske tilstand og opprettholde normale glykemiske nivåer. I motsetning til dette har standard sykehusdietter tradisjonelt fremmet et relativt høyt næringsinnhold av karbohydrater. I samsvar med tidligere funn har vi nylig vist at 5 uker med KD reduserte fastende serumglukosenivåer med 24 mg/dl, mens nivåene økte med 0,7 mg/dl i SD-gruppen. Disse provoserende funnene har ført oss til vår sentrale hypotese om at SCI-pasienter som bruker en KD i løpet av de første 5 ukene (gjennomsnittlig sykehusopphold) etter skade vil ha bedre nevrologisk restitusjon, funksjonell uavhengighet og glykemisk kontroll enn SCI-pasientene som bruker en SD under denne perioden.