Wpływanie na Sprzężenie Neuro-naczyniowe w Spadku Poznawczym Poprzez Suplementację Na Bazie Azotanów (DietNOBrain)

Dieta jest uznawana za jedną z najważniejszych regulowanych zmiennych zdrowia człowieka we współczesnych społeczeństwach. Uznanie przez Światową Organizację Zdrowia zaburzeń poznawczych i demencji związanych ze starzeniem się za jedno z głównych wyzwań zdrowia publicznego naszych czasów podkreśla pilną potrzebę bardziej wszechstronnego zrozumienia, jak różne aspekty stylu życia, w szczególności dieta, wpływają na funkcjonowanie układu nerwowego i wynikające z niego zdolności poznawcze w ciągu całego życia.

Mózg jest wyposażony w precyzyjne mechanizmy umożliwiające dokładną przestrzenną i czasową kontrolę przepływu krwi mózgowej (CBF) w zależności od aktywności neuronalnej, czyli sprzężenie neuro-naczyniowe (NVC). Rosnąca liczba dowodów z badań przedklinicznych i badań na ludziach wskazuje, że dysfunkcja NVC jest kluczowym wczesnym czynnikiem przyczyniającym się do patogenezy spadku zdolności poznawczych i naczyniowych zaburzeń poznawczych (VCI) w procesie starzenia się oraz w stanach związanych z przyspieszonym starzeniem mikronaczyniowym, takich jak choroba małych naczyń mózgowych (cSVD). Uszkodzenie jakiejkolwiek części szlaku NVC zakłóca CBF, prowadząc do katastrofalnego wyczerpania utlenowania i dostaw energii do komórek mózgowych, a w dłuższej perspektywie do dysfunkcji neuronalnych i zaburzeń poznawczych.

Badacze wykazali, że tlenek azotu (NO) syntetyzowany przez neuronalną syntazę tlenku azotu (nNOS) jest bezpośrednim mediatorem NVC oraz że zmniejszona biodostępność NO wraz z wiekiem upośledza NVC i zmniejsza miejscowy CBF. Wkrótce po zidentyfikowaniu nNOS jako źródła NO dla wazodylatacji w mózgu odkryto alternatywną ścieżkę produkcji NO niezależną od nNOS, opartą na sekwencyjnej redukcji azotanów, ścieżkę azotan:azotyn:NO.

Azotan spożywany w zielonych warzywach liściastych jako część normalnej diety jest bioaktywowany do azotynu, a oba związki są stałymi składnikami krwi/tkanek u gatunków zwierząt, wpływając na CBF i prowadząc do poprawy uczenia się i pamięci u gryzoni oraz pacjentów z VCI. Jednak kluczowe pytanie pozostaje, czy NO wytwarzany z azotynu jest funkcjonalnie powiązany z aktywacją neuronalną. Jest to kluczowe dla zrozumienia, czy azotan w diecie może być powiązany ze wzrostem CBF zależnym od neuronów i zdolnościami poznawczymi.

Badacze i inni wykazali, że po pobudzeniu pobudzeniowym askorbinian jest uwalniany z neuronów, stając się dostępnym do redukcji azotynu, a nasze wstępne dane sugerują, że biodostępność NO i CBF mogą być utrzymywane niezależnie od nNOS poprzez redukcję azotynu do NO w przestrzeni zewnątrzkomórkowej mózgu po aktywacji neuronalnej (dane nieopublikowane). Ten innowacyjny mechanizm funkcjonalnie łączy produkcję NO z azotynu z aktywacją neuronalną, wywołując wzrost CBF i utrzymując sprawne NVC. Kolejnym aspektem jest to, że łącząc dietę i zdolności poznawcze, mechanizm ten obejmuje elementy modulacyjne, które mogą być dostosowywane przez dietę za pomocą azotanów.

Zatem w tym pilotażowym badaniu zostanie przeprowadzone badanie koncepcyjne w celu zbadania klinicznego wpływu interwencji suplementacji azotanów w diecie w populacji klinicznej z VCI spowodowanym chorobą małych naczyń, mierzonego poprzez zmiany w NVC i zdolnościach poznawczych.

Badacze zakładają, że funkcjonalne NVC jest utrzymywane w stanie czynnym u pacjentów z VCI poprzez zwiększenie biodostępności NO w przestrzeni zewnątrzkomórkowej mózgu dzięki diecie bogatej w azotany, co z kolei wspiera odpowiedni CBF w odpowiedzi na aktywację neuronalną, modulując mechanizmy molekularne i zdolności poznawcze w odniesieniu do fizjologicznych i poznawczych markerów związanych z chorobą.