Таргетирование нейрососудистой связи при когнитивном снижении посредством нитратной добавки (DietNOBrain)

Диета признана одной из наиболее значимых регулируемых переменных человеческого здоровья в современных обществах. Признание Всемирной организацией здравоохранения когнитивных нарушений и деменции, связанных со старением, в качестве одной из основных проблем общественного здравоохранения нашего времени, подчеркивает настоятельную необходимость более всестороннего понимания того, как различные аспекты образа жизни, в частности диета, влияют на нейронную функцию и, как следствие, на когнитивные способности на протяжении всей жизни.

Мозг наделен тонкими механизмами для точного пространственного и временного контроля церебрального кровотока (ЦК) в соответствии с нейронной активностью — нейроваскулярной связью (НВС). Все больше данных доклинических и клинических исследований демонстрируют, что дисфункция НВС является ключевым ранним фактором, способствующим патогенезу когнитивного снижения и сосудистых когнитивных нарушений (СКН) при старении и состояниях, связанных с ускоренным микрососудистым старением, таких как церебральная болезнь мелких сосудов (ЦБМС). Нарушение на любом участке пути НВС нарушает ЦК, приводя к катастрофическому истощению оксигенации и энергоснабжения клеток мозга и, в долгосрочной перспективе, к нейрональной дисфункции и когнитивным нарушениям.

Исследователи показали, что оксид азота (NO), синтезируемый нейрональной синтазой оксида азота (нСОА), является прямым медиатором НВС и что снижение биодоступности NO с возрастом нарушает НВС и уменьшает локальный ЦК. Вскоре после идентификации нСОА как источника NO для вазодилатации в мозге был раскрыт альтернативный путь производства NO, независимый от нСОА, основанный на последовательном восстановлении нитрата — путь нитрат:нитрит:NO.

Нитрат, потребляемый в зеленых листовых овощах как часть обычной диеты, биоактивируется до нитрита, и оба соединения являются постоянными компонентами крови/тканей у животных видов, влияя на ЦК и приводя к улучшению обучения и памяти у грызунов и пациентов с СКН. Однако критический вопрос остается о том, функционально ли связан NO, произведенный из нитрита, с нейрональной активацией. Это ключ к пониманию того, можно ли связать диетический нитрат с увеличением ЦК, зависящим от нейронов, и когнитивными способностями.

Исследователи и другие ученые показали, что при возбуждающей стимуляции аскорбат высвобождается из нейронов, становясь доступным для восстановления нитрита, и наши предварительные данные подтверждают, что биодоступность NO и ЦК могут поддерживаться независимо от нСОА путем восстановления нитрита до NO во внеклеточном пространстве мозга при нейрональной активации (неопубликованные данные). Этот инновационный механизм функционально связывает производство NO из нитрита с нейрональной активацией, запуская увеличение ЦК и поддерживая работоспособную НВС. Дальнейший аспект заключается в том, что, связывая диету и когнитивные способности, этот механизм включает модулирующие элементы, которые могут быть скорректированы диетой через нитрат.

Таким образом, в этом пилотном исследовании будет проведено исследование доказательства концепции для изучения клинического воздействия диетической добавки нитрата в клинической популяции с СКН, вызванной болезнью мелких сосудов, по мере изменения НВС и когнитивных способностей.

Исследователи предполагают, что функциональная НВС поддерживается работоспособной у пациентов с СКН за счет увеличения биодоступности NO во внеклеточном пространстве мозга с помощью диеты, богатой нитратами, что, в свою очередь, поддерживает адекватный ЦК в ответ на нейрональную активацию, модулируя молекулярные механизмы и когнитивные способности физиологических и когнитивных маркеров, связанных с заболеванием.