Alzheimer-kór és Parkinson-kór: táplálkozási toxikológiai perspektíva az oxidatív stressz, a mitokondriális diszfunkció, a nutrigenomika és a környezeti vegyi anyagok hatására

2019 ACN konferencia

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

Bevezetés: Az Alzheimer-kór elsősorban a progresszív kognitív romlás és a memóriazavar okozta demenciával összefüggő rendellenesség, míg a Parkinson-kór elsősorban mozgászavaros betegség, amelynek mozgászavaros tünetei vannak, bradykinesia (a mozgások lassúsága), hipokinesia (a mozgás amplitúdójának csökkenése) és akinesia (hiánya) normális eszméletlen mozgások), az izommerevség és a remegés nyugalmi állapotban. Míg az öregedés a fő kockázati tényező, az epidemiológiai bizonyítékok arra utalnak, hogy a környezeti toxikus anyagoknak, főleg a peszticideknek, fémeknek és oldószereknek való kitettség növelheti a neurodegeneratív állapotok kialakulásának kockázatát.

Oxidatív stressz neurodegeneratív betegségekben: A mitokondrium funkció befolyásolja a sejtek légzési folyamatait, az anyagcserét, az energiatermelést, az intracelluláris jelátvitelt, a szabad gyökök termelését és az apoptózist. Neurodegeneratív betegségek esetén a mitokondriális diszfunkció a káros energiatermeléssel, a kalcium pufferelés károsodásával, a proteázok és foszfolipázok aktiválódásával és az oxidatív stressz megnövekedésével jár. Az oxidatív stressz által kiváltott mikroglia sejtek aktivációja, fehérje aggregációja, neuroinflammáció és mitokondriális diszfunkció neuronális halálhoz vezet ezekben a rendellenességekben.

A táplálkozás szerepe: A neurodegeneratív betegség nem gyógyítható, de a tünetek kezelésére és a betegség progressziójának lassítására kezelés áll rendelkezésre. Az e betegségek kezelésére szolgáló gyógyszerek csak csökkentik a kognitív károsodást és a viselkedési problémákat, de nem állítják meg a neurodegeneráció progresszióját. Az egészséges táplálkozás, az életmód javítása és az oxidatív stressz, a gyulladás, a kóros mitokondriális dinamika és a kóros betegséggel összefüggő fehérjékkel való mitokondriális kölcsönhatás, valamint a környezeti szennyezők, köztük a peszticidekkel való foglalkozás hatásának értékelése ígéretes megközelítés lehet a neurodegeneratív gyógyszerek kezelésében. betegségek.

Következtetés: Ezeket az újításokat összehasonlíthatjuk a táplálkozás és a veszélyeztetett személyek személyre szabott megértésével.

Bevezetés

Online közzététel:

1. ábra: A veleszületett immunválasz és a Tau patológia: ördögi kör. A hiperfoszforilezett kóros Tau fajok extracellulárisan szekretálódhatnak, magyarázva a tauopathia (A) progresszív terjedését. Ezért elősegíti a mikroglia aktiválását/reaktív asztrocitákat, amelyek felszabadítják a citokineket vagy a neurotoxikus gyulladásos molekulákat, beleértve az IL1β-t vagy a TNFa-t (B). A Tau-kinázok (p38, cdk5…) modulációjával a glia aktivációja fokozza a Tau patológiát, önmagában tartva fenn a káros kört (C). A Microglia részt vehet a Tau terjedésében azáltal, hogy exosomális Tau-t szabadít fel, ha a patológiás Tau fagocitózik (D). (Adaptálta Laurent, C., Buée, L., Blum, D. (2018). Tau és neuroinflammation: Milyen hatással van az Alzheimer-kór és a Tauopathies? Biomedical Journal, 41, 21–33).

1. ábra: A veleszületett immunválasz és a Tau patológia: ördögi kör. A hiperfoszforilezett kóros Tau fajok extracellulárisan szekretálódhatnak, magyarázva a tauopathia (A) progresszív terjedését. Ezért elősegíti a mikroglia aktiválását/reaktív asztrocitákat, amelyek felszabadítják a citokineket vagy a neurotoxikus gyulladásos molekulákat, beleértve az IL1β-t vagy a TNFa-t (B). A Tau-kinázok (p38, cdk5…) modulációjával a glia aktivációja fokozza a Tau patológiát, önmagában tartva fenn a káros kört (C). A Microglia részt vehet a Tau szaporodásában azáltal, hogy exosomális Tau-t szabadít fel, ha a patológiás Tau fagocitózik (D). (Adaptálva: Laurent, C., Buée, L., Blum, D. (2018). Tau és neuroinflammation: Milyen hatással van az Alzheimer-kór és a Tauopathies? Biomedical Journal, 41, 21–33).

Az AD a demencia leggyakoribb oka, amelyet az amiloid-β (Aβ) peptidek extracelluláris felhalmozódása jellemez szenilis plakkok formájában, és a mikrotubulusokat megkötő fehérje (tau) intracelluláris aggregációja az agy gubancaként a szürkeállományban (13). Az amiloid-β és a hiperfoszforilált tau aggregátumok közötti kölcsönhatás metabolikus csökkenést okoz a limbikus struktúrákban, például a cinguláris, az orbitofrontális, valamint a mediális és bazális temporális agykéregekben, amelyek közvetlen neurodegenerációt eredményeznek (14). A mitokondriális méretben és a sebezhető neuronok számában bekövetkező lényeges változások arra utalnak, hogy az AD mitokondriális dinamikája megváltozik (15). Számos tanulmány feltárta a hasadással kapcsolatos gének, mint például a Drp1 és a Fis1 fokozott expresszióját, valamint a fúzióval kapcsolatos gének, mint például az Mfn1, Mfn2 és Opa1 expressziójának csökkenését, ami mitokondriális fragmentációhoz vezetett AD betegeknél. A Drp1 túlzott expressziója kölcsönhatásba lép az Aβ és a hiperfoszforilezett tau fehérjékkel, ami mitokondriális fragmentációhoz és idegsejtkárosodáshoz vezet (16–18).

Online közzététel:

Oxidatív stressz neurodegeneratív betegségekben

Számos tanulmány (35) bebizonyította a krónikus oxidatív stressz szerepét az életkorral kapcsolatos neurodegeneratív betegségek, például az AD és a PD, közös patogenezisében, valamint egy antioxidáns terápiában e betegségek megelőzésében és kezelésében. Az oxidatív stressz indukálhatja a mitokondriális DNS-mutációkat, lenyomhatja a mitokondriális légzési lánc funkcióit, megváltoztathatja a membrán permeabilitását, megzavarhatja a Ca2 + homeosztázisát és károsíthatja a mitokondriális antioxidáns rendszert (6, 36, 37). A mitokondriumokban a ROS tartósan megnövekedett termelése elősegíti a kalciumfelvételt azáltal, hogy oxidálja a tiolcsoportokat a fehérjékben, és kalcium túlterheléssel indukált sejthalált indít el, amely hozzájárulhat a különböző neurodegeneratív betegségek patogeneziséhez (38 Az öregedés klasszikus mitokondriális szabadgyök elmélete azt sugallja, hogy a mitokondriális DNS (mtDNS) mutációk miatt keletkező reaktív oxigénfajok tartós DNS-károsodást okoznak, amely több mutációhoz vezet, és további mitokondriális diszfunkciókat és neurodegenerációt eredményez (39, 40).

A táplálkozás szerepe neurodegeneratív betegségekben

A mediterrán stílusú étrend összetevői és azok hatása a neurodegenerációra

Zöldségek és gyümölcsök

Megfelelő zöldség- és gyümölcsfogyasztás, különösen a flavonoidok és karotinoidok, megakadályozzák vagy késleltetik az életkorral összefüggő kognitív hanyatlást, és csökkentik a neurodegeneratív betegségek kialakulásának kockázatát (57). Ezeket a jótékony hatásokat nemcsak három fő antioxidáns vitamin, például α-tokoferol (E-vitamin), aszkorbinsav (C-vitamin) vagy β-karotin (A-vitamin) okozza, hanem azért is, mert nagy mennyiségű nem-vitamin antioxidánsok, például polifenolok és antocianinok (58). Kutatások (59, 60) azt mutatják, hogy egyes speciális zöldségek és gyümölcsök, különösen a zöld levelűek és a diófélék, szorosan összefüggenek az életkorral összefüggő kognitív hanyatlás csökkent mértékével.

Tenger gyümölcsei

A tenger gyümölcseit magas tápértékű ételnek tekintik, mivel magas a fehérje- és kalóriatartalma, valamint számos egészségügyi előnye van. A kutatókat (61) a halakban és a tenger gyümölcseiben található omega-3-többszörösen telítetlen zsírsavak, például eikozapentaénsav (EPA) és dokozahexsaénsav (DHA) érdeklik, amelyek szükségesek az idegsejtek membránjának szerkezeti integritásának fenntartásához. Ezek a zsírsavak csökkenhetnek az öregedéssel, ami növeli a kognitív károsodás és a demencia kockázatát. (62) arról számolt be, hogy a tenger gyümölcseinek legalább heti egy fogyasztása az idős embereknél kevésbé csökkenti a kognitív funkciókat. Az agyi neuropatológiával rendelkező idősebb felnőttek keresztmetszeti elemzése azt sugallja, hogy a mérsékelt tenger gyümölcseinek fogyasztása összefügg az alacsonyabb Alzheimer-kór neuropatológiájával. Fontos, hogy egy 5988 nőből (63) végzett prospektív kohorszvizsgálat 4 éves követési időszak alatt arra a következtetésre jutott, hogy a tenger gyümölcseinek a megismeréshez való kapcsolata a tenger gyümölcseinek típusától, és nem a teljes fogyasztástól függ. A tonhal és a sötét húsú halak heti egyszeri fogyasztása szorosan összefügg az alacsonyabb kognitív hanyatlással (63).

Olivaolaj

Az olívaolajban található zsírsavösszetétel (főleg olajsav - egyszeresen telítetlen omega-9 zsírsav), vitaminok és polifenolok felelősek a hosszú élettartamért, és hasznosak a kognitív hiány esetén az életkorral kapcsolatos neurodegeneratív betegségek esetén (64). Az olívaolaj több mint 30 fenolos vegyülettel rendelkezik, beleértve az oleuropein, a hidroxi-tirozol és az oleokantál három fő variánsát (65). Az extra szűz olívaolaj fenol alkotóeleme, az oleocanthal fokozza a β-amiloid clearance-t a fő β-amiloid transzportfehérjék (P-glikoprotein és LDL lipoprotein receptorhoz kapcsolódó fehérje-1) a vér-agy gáton (BBB) történő felszabályozásával ( (66) gátolja a tau fehérje aggregációjának neurofibrilláris gubancokká történő aggregálódását (67), és ezáltal csökkenti az Alzheimer-kór kockázatát. Az olívaolajban jelen lévő másik polifenol, az oleuropein-aglikon, gátolja a β-amiloid- és tau-fehérjék aggregálódását, autofágia károsodását és neuroinflammációt (68).

vörösbor

A bor alkoholos ital, amelyet általában erjesztett szőlőből állítanak elő. A referencia (69) arról számolt be, hogy a mértékletes vörösborfogyasztás csökkenti számos betegség kockázatát és véd az életkorral kapcsolatos különféle neurodegeneratív betegségek, például a Parkinson-kór vagy az Alzheimer-kór ellen. A vörösbor neuroprotektív hatásait elsősorban a polifenolok, például a kvercetin, a miricetin, a katechinek, a cserzőanyagok, az antocianidinek, a rezveratrol és a ferulinsav jelenléte okozza (70). Ezek a polifenolok endogén antioxidáns védekező mechanizmust indukálnak az olyan transzkripciós faktorok modulálásával, mint a nukleáris faktor eritroid 2-hez kapcsolódó 2-es faktor (Nrf2), és javítják a kognitív funkciókat (71).

Nutronomomikai perspektíva és a neuroprotekciót célzó új gyógyszerek

A nutrigenomika a táplálkozás, a genom és az egészség kapcsolatának vizsgálata, amely azt vizsgálja, hogy a különféle ételek hogyan hatnak kölcsönhatásba génünkkel, és az emberek hogyan reagálnak az ételekre genetikai megkülönböztetéseik alapján. A bizonyítékok arra utalnak, hogy a táplálkozás szerepet játszik számos neurodegeneratív betegség genetikájában. Az epigenetika a táplálkozás bevonását javasolja az életkorral összefüggő kognitív hanyatlás patogenezisében. A tápanyagok modulálhatják azokat a specifikus anyagcsere-utakat, amelyek befolyásolják az életkorral kapcsolatos neurodegeneratív betegségek kialakulását.

A táplálékgyógyászati termékek azok a dúsított élelmiszerek, amelyek nemcsak kiegészítik az étrendet, hanem segítenek a betegségek és rendellenességek kezelésében és/vagy megelőzésében is (72). A semleges gyógyszerek a négy fő út - a mitokondriális diszfunkció, a kalcium túlterhelés, az oxidatív stressz és a gyulladás - megvédésével védik az idegsejtek károsodását (72). Számos neutravegyületet, amelyek antioxidáns hatással bírnak az ROS eltávolításával, indukálva a különféle citoprotektív és méregtelenítő fehérjék expresszióját az Nrf2/ARE útvonalon, a neurodegeneratív betegségek potenciális terápiás célpontjaként azonosították (73). A minta táplálék-gyógyszereket célzó neuroprotekciót a publikált tudományos irodalomban rendelkezésre álló bizonyítékok alapján kategorizáltuk (1. táblázat).

Online közzététel:

1. táblázat: A táplálékgyógyszert célzó, életkorral összefüggő neurodegeneratív betegségek összefoglalása.

A környezeti szennyezők és az életmód hatása a neurodegeneratív betegségekre

Online közzététel:

Következtetés

1. táblázat: A táplálékgyógyszert célzó, életkorral összefüggő neurodegeneratív betegségek összefoglalása.

Közzétételi nyilatkozat

Dr. Okezie I. Aruoma a tudományos tanácsadó testület tagja, Zurvita, Houston, Texas, USA.