Ketogen kost för att förbättra neuro-återhämtning

Det finns ett akut behov av innovativa terapier för att förbättra neuroåterhämtning efter ryggmärgsskada (SCI). Trots omfattande forskning, kliniska framsteg och förbättrade rehabiliteringsstrategier fortsätter SCI att vara en betydande orsak till funktionshinder och dödlighet. Efter en primär påverkan genomgår den skadade ryggmärgen flera sekundära patologiska tillstånd som representerar ett viktigt mål för att utveckla neuroprotektiva strategier för behandling av SCI. Även mindre förbättringar av neurologisk återhämtning kan ha djupgående effekter på hanteringen av dagliga aktiviteter, sekundära hälsokomplikationer och livskvalitet. Därför är snabba och effektiva strategier av avgörande betydelse för positiva resultat efter SCI. Ett antal farmakologiska neuroprotektiva medel har varit föremål för intensiv undersökning i stora, multicenter, prospektiva randomiserade kontrollerade studier. Trots lovande prekliniska djurdata var de primära resultaten av dessa kliniska prövningar i stort sett negativa. Det finns således tydliga skäl för forskare, kliniker och patienter att söka alternativa terapier för att förbättra neuroåterhämtning och funktionell status efter SCI.

Den vetenskapliga premissen för detta projekt vilar på ackumulerande bevis för att dietbaserade terapier, såsom den ketogena dieten (KD), erbjuder effektivt neuroskydd mot sekundära skadekaskader och förbättrar den motoriska funktionen hos frambenen i en råttmodell av SCI och förbättrar de övre extremiteternas motoriska funktion i patienter med akut SCI. KD är en diet med hög fetthalt och låg kolhydrat som är utformad för att efterlikna de metabola och biokemiska förändringarna som inträffar under kalorirestriktion, särskilt ketos. Ketonkroppar har visat sig utöva neuroprotektiva effekter genom att förhindra oxidativ skada; dämpande neuroinflammation och glutamatexitotoxicitet; och hämmande av apoptos i hjärnan och ryggmärgen. Eftersom glutamatexitotoxicitet, inflammation och induktion av apoptotiska vägar leder till progressiv degeneration i ryggmärgen kort efter skadan, kan hämning av dessa processer av ketonkroppar förbättra neurologisk återhämtning efter en SCI. Till stöd för dessa hypoteser visade vi nyligen för första gången att, jämfört med en vanlig sjukhusdiet (SD), 5 veckors KD förbättrade övre extremiteternas motoriska funktion hos patienter med akut SCI. Dessutom fanns ett neuroinflammatoriskt blodprotein, fibrinogen, i lägre nivåer i KD-serumproverna än i SD-serumproverna. Sammantaget tyder våra resultat på att en KD kan inducera antiinflammatoriska effekter delvis genom att minska fibrinogen, vilket främjar neuroskydd och förbättrad återhämtning.

Det akuta stadiet efter SCI kännetecknas också av hyperglykemi, vilket är starkt förknippat med dåliga funktionella resultat vid utskrivning. Dessa fynd stöder vikten av att uppnå strikt glykemisk kontroll vid akut human SCI för att få bättre neurologiska resultat. Nya bevis tyder på att en KD också kan förbättra patientens metabola tillstånd och bibehålla normala glykemiska nivåer. Däremot har vanliga sjukhusdieter traditionellt främjat ett relativt högt näringsinnehåll av kolhydrater. I enlighet med tidigare fynd har vi nyligen visat att 5 veckors KD minskade fastande serumglukosnivåer med 24 mg/dl medan nivåerna ökade med 0,7 mg/dl i SD-gruppen. Dessa provokativa fynd har lett oss till vår centrala hypotes att SCI-patienter som konsumerar en KD under de första 5 veckorna (genomsnittlig sjukhusvistelse) efter skada kommer att ha bättre neurologisk återhämtning, funktionellt oberoende och glykemisk kontroll än SCI-patienter som konsumerar en SD under den här perioden.