Határok az idegtudományban

Neurofarmakológia

Ez a cikk a kutatási téma része

Az agyenergia homeosztázisának és az idegsejtek aktivitásának kapcsolata Az összes (8) cikk megtekintése

Cikk letöltése
- PDF letöltése
- ReadCube
- XML (NLM)
- Kiegészítő
  Anyag
Exportálás
- EndNote
- Referencia menedzser
- Egyszerű TEXT fájl
- BibTex

OSZD MEG

Tekintse át a CIKKET

Idegtudományi program, Pszichológiai Tanszék, Trinity College, Hartford, CT, USA

A ketogén étrend és a keton alapú anyagcsere

Az anyagcsere befolyásolja az agy aktivitását, és a metabolikus diszfunkció sokféle neurológiai rendellenességgel jár. A metabolikus és a neuronális diszfunkció közötti ok-okozati összefüggés gyakran nem világos, bár epilepszia és diéta esetében nem. A történeti megfigyelések rámutattak az éhgyomor terápiás előnyeire az epilepsziában, de a koplalás szükségszerűen időbeli korlátozás. A koplalás metabolikus állapotának terápiás előnyeit több mint 90 évvel ezelőtt igazolták, amikor a magas zsírtartalmú, alacsony szénhidráttartalmú ketogén étrendet (KD) az éhezés alternatívájaként írták le, amely még mindig csökkentette az epilepsziás rohamokat (Wilder, 1921). Viszont az antikonvulzív gyógyszerek a következő két évtizedben debütáltak, oly módon, hogy azóta a KD-t főként inoperábilis és gyógyszerekkel szemben rezisztens epilepsziára alkalmazzák, amely a becslések szerint az esetek 15% -ától 45% -áig terjed (Picot és mtsai. 2008; Dong et al., 2011).

Noha hosszú évtizedek óta klinikailag használják, leggyakrabban gyermekeknek írják fel, és az utóbbi két évtizedben egyre népszerűbb, a KD hatásmechanizmusa továbbra is ellentmondásos. A KD-t úgy tervezték, hogy éhomi étrend nélkül termeljen ketózist, szigorúan korlátozva a szénhidrát-bevitelt (Wilder, 1921). Az elvesztett kalória pótlására és a ketózis növelésére a zsírtartalom drámaian megnő. Ha a szénhidrátbevitel erősen korlátozott (mint a KD vagy az éhezés során), a máj növeli a keringő zsírsavakból származó ketontestek β-hidroxi-butirát, acetoacetát és aceton termelését (Aoki, 1981). A β-hidroxil-szubsztitúció miatt a β-hidroxi-butirát valójában nem keton, bár megegyezés szerint a másik két keton testhez tartozik.

A ketontestek alternatív energiaforrásként kerülnek a keringésbe, hogy az ATP („ketolitikus” anyagcserét) hozzák létre a szövetekben, beleértve az agyat és a gerincvelőt is. A vérkémia jellegzetes változásai megbízhatóan előállnak a rágcsálóknál (1. ábra). A KD formuláját a zsírtartalom és a kombinált fehérje- és szénhidráttartalom arányának felhasználásával számolják, a klinikán 5: 1 és 1: 1 között változik, a beteg egyéni igényeitől függően (Swink et al., 1997; Vining, 1999). Megállapítottuk, hogy egy KD-vel táplált ad libitum 7: 1 vagy 3: 1 arányban a patkányokhoz hasonló változásokat produkált a vérkémia (1. ábra). Klinikailag az a tendencia mutatkozott, hogy lehetőség szerint csökkentsék az arányt, és ezáltal ízletesebbé tegyék az étrendet (ideértve a liberálisabb módosított Atkins-étrendet is; Kang et al., 2007; Kossoff et al., 2008b), de szisztematikusabb kutatások szükségesek. A különféle ételtípusok tekintetében a KD-t mára a világ különböző országaiban (pl. India, Korea, Egyesült Királyság, Szaúd-Arábia, Grúz Köztársaság; Kang és mtsai, 2007; Neal és mtsai) széles körben változó kultúrákhoz és konyhákhoz igazították., 2008a; Sharma és mtsai, 2009; B. Zupec-Kania, személyes kommunikáció). Az étrend kezelésének mechanizmusainak megértése, valamint a metabolikus terápiák szélesebb körű lehetőségei továbbra is aktív kutatási téma az elérhetőség, a hatékonyság és a gazdaságosság miatt.

2. ábra A membránáram, az intracelluláris ATP és az extracelluláris glükóz kapcsolata. (A) Az extracelluláris glükóz 11–3 mM-rel történő csökkentésével előállított csúcsáramok az intracelluláris ATP-koncentrációtól (0,5–5 mM) függenek. Az áram kifelé irányul, kivéve a 0,5 mM ATP-t. (B) A glükózhoz kapcsolódó kifelé irányuló áram koncentrációfüggése (2 mM intracelluláris ATP-vel). (C) Az alacsony glükózszintű pufferben előállított kifelé irányuló áram teljesen megfordult (és kissé befelé vált) az A1R antagonista DPCPX segítségével. *o + csatornák a hippocampalis neuronokban. Neurosci. Lett. 143., 185–189.

Van der Auwera, I., Wera, S., Van Leuven, F. és Henderson, S. T. (2005). A ketogén diéta csökkenti az amiloid 40-es és 42-es amiloidot az Alzheimer-kór egérmodelljében. Nutr. Metab. 2, 28.

Veech, R. L. (2004). A ketontestek terápiás következményei: a ketontestek hatása kóros állapotokban: ketózis, ketogén étrend, redox állapotok, inzulinrezisztencia és mitokondriális anyagcsere. Prostaglandinok Leukot. Essent. Zsírsavak 70, 309–319.

Vining, E. P. (1999). A ketogén étrend klinikai hatékonysága. Epilepszia Res. 37, 181–190.

Vining, E. P., Freeman, J. M., Ballaban-Gil, K., Camfield, C. S., Camfield, P. R., Holmes, G. L., Shinnar, S., Shuman, R., Trevathan, E. és Wheless, J. W. (1998). A ketogén étrend hatékonyságának multicentrikus vizsgálata. Boltív. Neurol. 55, 1433–1437.

Westman, E. C., Yancy, W. S. Jr., Mavropoulos, J. C., Marquart, M. és McDuffie, J. R. (2008). Az alacsony szénhidráttartalmú, ketogén étrend és az alacsony glikémiás indexű étrend hatása a glikémiás kontrollra 2-es típusú diabetes mellitusban. Nutr. Metab. (Lond.) 5., 36.

Wilder, R. M. (1921). A ketonémia hatása az epilepszia lefolyására. Mayo Clin. Bika. 2, 307–308.

Wing, R. R., Vazquez, J. A. és Ryan, C. M. (1995). A ketogén súlycsökkentő étrend kognitív hatásai. Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. 19, 811–816.

Xu, K., Sun, X., Eroku, B. O., Tsipis, C. P., Puchowicz, M. A. és LaManna, J. C. (2010). Az étrend okozta ketózis javítja a kognitív teljesítményt idős patkányokban. Adv. Exp. Med. Biol. 662, 71–75.

Yamada, K. A., Rensing, N. és Thio, L. L. (2005). A ketogén étrend fiatal patkányokban csökkenti a hipoglikémia okozta idegsejtek pusztulását. Neurosci. Lett. 385, 210–214.

Yancy, W. S. Jr., Almirall, D., Maciejewski, M. L., Kolotkin, R. L., McDuffie, J. R. és Westman, E. C. (2009). Két fogyókúrás étrend hatása az egészséggel kapcsolatos életminőségre. Minőségi. Life Res. 18, 281–289.

Yancy, W. S. Jr., Foy, M., Chalecki, A. M., Vernon, M. C. és Westman, E. C. (2005). Alacsony szénhidráttartalmú, ketogén étrend a 2-es típusú cukorbetegség kezelésére. Nutr. Metab. 2, 34.

Yang, X. és Cheng, B. (2010). A ketogén étrend neuroprotektív és gyulladáscsökkentő hatása az MPTP által kiváltott neurotoxicitásra. J. Mol. Neurosci. 42, 145–153.

Yudkoff, M., Daikhin, Y., Melø, T. M., Nissim, I., Sonnewald, U. és Nissim, I. (2007). A ketogén étrend és az aminosavak agyi metabolizmusa: kapcsolat a görcsoldó hatással. Annu. Nutr. Tiszteletes. 27., 415–430.

Zhang, D. S., Ren, L. M. és Zhang, L. (2004). Az adenozin A1 receptor és az NMDA receptor kapcsolata a szinaptikus transzmisszióban a hippocampus dentate gyrus-ban. Yao Xue Xue Bao 39, 245–249.

Zhao, Q., Stafstrom, C. E., Fu, D. D., Hu, Y. és Holmes, G. L. (2004). A ketogén étrend káros hatásai patkányok kognitív működésére. Pediatr. Res. 55, 498–506.

Zhao, Y. T., Tekkök, S. és Krnjevic, K. (1997). 2-dezoxi-d-glükóz által kiváltott változások a membránpotenciálban, a bemeneti rezisztenciában és a gerjesztő posztszinaptikus potenciálokban. Tud. J. Physiol. Pharmacol. 75, 368–374.

Zhao, Z., Lange, DJ, Voustianiouk, A., MacGrogan, D., Ho, L., Suh, J., Humala, N., Thiyagarajan, M., Wang, J. és Pasinetti, GM (2006) ). A ketogén étrend mint potenciális új terápiás beavatkozás amiotróf laterális szklerózisban. BMC Neurosci. 7., 29. doi: 10.1186/1471-2202-7-29

Zhu, P. J. és Krnjevic, K. (1993). Az adenozin felszabadulás a hipoglikémia során fellépő szinaptikus transzmisszió kudarcának fő oka patkány hippokampus szeleteiben. Neurosci. Lett. 155, 128–131.

Ziegler, D. R., Gamaro, G. D., Araújo, E., Bassani, M. G., Perry, M. L. S., Dalmaz, C. és Gonçalves, C.-A. (2005). A ketogén táplálékkal etetett patkányokban fokozott a noszicepció és a mozgásszervi aktivitás. Physiol. Viselkedés. 84., 421–427.

Kulcsszavak: adenozin, epilepszia, glükóz, gyulladás, hosszú távú potencírozás, anyagcsere, fájdalom, roham

Idézet: Ruskin DN és Masino SA (2012) Az idegrendszer és az anyagcsere diszregulációja: feltörekvő bizonyítékok konvergálnak a ketogén étrendben. Elülső. Neurosci. 6.: 33. doi: 10.3389/fnins.2012.00033

Beérkezett: 2011. december 23 .; Közzététel alatt álló dokumentum: 2012. január 16 .;
Elfogadva: 2012. február 23 .; Online közzététel: 2012. március 26.

Jason B. Wu, Cedars-Sinai Orvosi Központ, USA
Robert W. Greene, a Texasi Egyetem Délnyugati Orvosi Központja és Veteránügyi Orvosi Központ, USA