Inriktning på neurovaskulär koppling vid kognitiv nedgång via nitratbaserad supplementering (DietNOBrain)

Kost etableras som en av de mest relevanta justerbara variablerna för mänsklig hälsa i moderna samhällen. Världshälsoorganisationens erkännande av kognitiv nedsättning och demens i samband med åldrande som en av de största folkhälsoutmaningarna i vår tid belyser det imperativa behovet av en mer omfattande förståelse för hur olika aspekter av livsstil, särskilt kost, påverkar nervfunktion och efterföljande kognitiv prestation genom hela livslängden.

Hjärnan är utrustad med fina mekanismer för en exakt rumslig och tidsmässig kontroll av cerebral blodflöde (CBF) enligt neural aktivitet, den neurovaskulära kopplingen (NVC). Ökande bevis från prekliniska och mänskliga studier visar att NVC-dysfunktion är en viktig tidig faktor som bidrar till patogenesen av kognitiv nedgång och vaskulär kognitiv nedsättning (VCI) vid åldrande och tillstånd associerade med accelererad mikrovaskulär åldrande, såsom cerebral småkärlssjukdom (cSVD). Misslyckande vid någon del av NVC-vägen stör CBF vilket resulterar i katastrofal uttömning av syresättning och energiförsörjning till hjärnceller, och på lång sikt till neuronal dysfunktion och kognitiv nedsättning.

Forskarna har visat att kväveoxid (NO) syntetiserad av neuronal kväveoxid-syntas (nNOS) är en direkt medlare av NVC och att minskad biotillgänglighet av NO under åldrandet kompromissade NVC och reducerade lokalt CBF. Kort efter identifieringen av nNOS som en källa till NO för vasodilatation i hjärnan avslöjades en alternativ väg för NO-produktion oberoende av nNOS, som förlitar sig på den sekventiella reduktionen av nitrat, nitrat:nitrit:NO-vägen.

Nitrat som konsumeras i gröna bladgrönsaker som en del av en normal kost bioaktiveras till nitrit och båda föreningarna är permanenta beståndsdelar av blod/vävnad i djurarter, vilket påverkar CBF och resulterar i förbättringar av inlärning och minne hos gnagare och VCI-patienter. En kritisk fråga kvarstår dock om NO producerat från nitrit är funktionellt kopplad till neuronal aktivering. Detta är nyckeln till att förstå om kostnitrat kan kopplas till neuronberoende CBF-ökningar och kognitiv prestation.

Forskarna och andra har visat att vid exciterande stimulering frigörs askorbat från neuroner som är tillgängliga för nitritreduktion och våra preliminära data stöder att NO-biotillgänglighet och CBF kan bibehållas oberoende av nNOS genom reduktionen av nitrit till NO i hjärnans extracellulära utrymme vid neuronal aktivering (opublicerad data). Denna innovativa mekanism kopplar funktionellt produktionen av NO från nitrit till neuronal aktivering, utlöser CBF-ökningar och upprätthåller en fungerande NVC. En ytterligare aspekt är att denna mekanism, som kopplar samman kost och kognitiv prestation, innehåller modulerande element som är öppna för justering genom kost via nitrat.

Således kommer i denna pilotstudie en proof of concept-studie att genomföras för att undersöka den kliniska effekten av ett kosttillskott med nitrat i en klinisk population med VCI på grund av småkärlssjukdom, mätt genom förändringar i NVC och kognitiv prestation.

Forskarna hypotesiserar att funktionell NVC upprätthålls fungerande hos VCI-patienter genom att öka NO-biotillgängligheten i hjärnans extracellulära utrymme genom en nitratrik kost som i sin tur stöder ett adekvat CBF som svar på neuronal aktivering, och modulerar de molekylära mekanismerna och kognitiv prestation av sjukdomsrelaterade fysiologiska och kognitiva markörer.