บทบาทการรักษาของอาหารคีโตเจนิกในความผิดปกติทางระบบประสาทตอนที่ 1

เชิงนามธรรม:

อาหารคีโตเจนิก (KD) เป็นอาหารที่มีไขมันสูง คาร์โบไฮเดรตต่ำ และมีโปรตีนเพียงพอ ซึ่งเพิ่งได้รับความนิยมในบริบทของโรคทางระบบประสาท (ND)

ด้วยการเปลี่ยนแปลงของวิถีชีวิตยุคใหม่ อาหารที่มีไขมันสูงจึงกลายเป็นทางเลือกประจำวันของผู้คนมากขึ้นเรื่อยๆ หลายๆ คนกังวลว่าการรับประทานอาหารที่มีไขมันสูงจะทำร้ายความทรงจำ แต่จริงๆ แล้ว ความสัมพันธ์ระหว่างการรับประทานอาหารที่มีไขมันสูงกับความทรงจำนั้นไม่ใช่เรื่องขาวดำ

ก่อนอื่น ต้องชัดเจนว่าไขมันมีผลกระทบต่อร่างกายและสมองของเรา ไขมันให้พลังงาน ส่งเสริมการเจริญเติบโตของร่างกาย และรักษาความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้ไขมันยังมีความสำคัญต่อสุขภาพสมองอีกด้วย สมองส่วนใหญ่ประกอบด้วยไขมัน ซึ่งช่วยปกป้องเซลล์ประสาทจากความเสียหาย และช่วยรักษาการส่งผ่านสารสื่อประสาทที่ดี

อย่างไรก็ตาม การรับประทานอาหารที่มีไขมันสูงอาจส่งผลเสียต่อร่างกายและอาจส่งผลเสียต่อความจำ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าอาหารที่มีไขมันสูงอาจทำให้เกิดภาวะดื้อต่ออินซูลิน ซึ่งส่งผลต่อการประมวลผลระดับน้ำตาลในเลือดของร่างกาย และส่งผลต่อการทำงานของสมอง นอกจากนี้ อาหารที่มีไขมันสูงยังส่งผลต่อการไหลเวียนของเลือดและปริมาณออกซิเจน ลดการทำงานของสมอง และส่งผลต่อสมาธิและความจำอีกด้วย

อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าเราจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงไขมันโดยสิ้นเชิง ไขมันเป็นสารอาหารที่จำเป็นในอาหารประจำวันของเรา และการบริโภคไขมันอย่างเหมาะสมจะช่วยรักษาสุขภาพของร่างกายและสมอง ดังนั้นเราจึงต้องปฏิบัติตามหลักการ "ในปริมาณที่เหมาะสมก่อน" บริโภคไขมันในปริมาณที่เหมาะสม และหลีกเลี่ยงการบริโภคที่มากเกินไป โดยเฉพาะอาหารที่มีไขมันสูงที่ไม่ดีต่อสุขภาพ

นอกจากนี้ การศึกษาบางชิ้นยังแสดงให้เห็นว่ากรดไขมันบางชนิดมีประโยชน์ต่อความจำอีกด้วย ตัวอย่างเช่น กรดไขมันโอเมก้า-3 สามารถส่งเสริมการสร้างและบำรุงรักษาเซลล์ประสาท ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการรับรู้และการเรียนรู้ของสมอง มีอาหารบางชนิดที่อุดมไปด้วยกรดไขมันโอเมก้า-3 เช่น ปลาแซลมอน ปลาคอด เมล็ดแฟลกซ์ ฯลฯ และคุณสามารถเพิ่มการบริโภคอาหารเหล่านี้ได้อย่างเหมาะสมเพื่อเก็บเกี่ยวผลประโยชน์

โดยรวมแล้ว ความสัมพันธ์ระหว่างอาหารที่มีไขมันสูงกับความทรงจำนั้นซับซ้อน และเราไม่ควรมองอาหารที่มีไขมันสูงทั้งหมดว่าเป็นอันตรายโดยง่าย มื้ออาหารในปริมาณปานกลาง การเลือกประเภทและปริมาณไขมันอย่างระมัดระวัง และการเพิ่มอาหารที่มีประโยชน์บางอย่างสามารถช่วยให้ความจำแข็งแรงได้ จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำ และ Cistanche Deserticola สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche Deserticola เป็นยาจีนโบราณที่มีลักษณะพิเศษมากมาย หนึ่งในนั้นคือการปรับปรุงความจำ ประสิทธิภาพของ Cistanche Deserticola มาจากส่วนผสมออกฤทธิ์หลายชนิดใน Cistanche Deserticola รวมถึงกรดแทนนิก โพลีแซ็กคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ไกลโคไซด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถส่งเสริมสุขภาพสมองผ่านวิถีทางที่หลากหลาย

คลิกรู้วิธีการปรับปรุงหน่วยความจำ

ความซับซ้อนของกลไกการเกิดโรคเหล่านี้หมายความว่ายังขาดรูปแบบการรักษาที่มีประสิทธิภาพ การบำบัดแบบแผนมักเกี่ยวข้องกับการเพิ่มความทนทานและ/หรือการดื้อยา

ดังนั้นจึงมีการแสวงหากลยุทธ์การรักษาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิผลของรูปแบบการบำบัดที่มีอยู่และปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้ป่วย ในขณะนี้ ดูเหมือนว่า KD สามารถให้ประโยชน์ในการรักษาผู้ป่วยที่มีปัญหาทางระบบประสาทได้โดยการควบคุมความสมดุลระหว่างกระบวนการโปรและสารต้านอนุมูลอิสระ และสารสื่อประสาทที่กระตุ้นและยับยั้งอย่างมีประสิทธิภาพ และปรับการอักเสบหรือเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของไมโครไบโอมในลำไส้

ในการทบทวนนี้ เราได้ประเมินประสิทธิภาพการรักษาที่เป็นไปได้ของ KD ในโรคลมบ้าหมู ภาวะซึมเศร้า ไมเกรน โรคอัลไซเมอร์ และโรคพาร์กินสัน ในความเห็นของเรา KD ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นทางเลือกในการรักษาแบบเสริมสำหรับโรคทางระบบประสาทบางชนิด

คำสำคัญ: อาหารคีโตเจนิก; ความผิดปกติทางระบบประสาท โรคลมบ้าหมู; ภาวะซึมเศร้า; ไมเกรน; โรคอัลไซเมอร์; โรคพาร์กินสัน

1. อาหารคีโตเจนิก

อาหารคีโตเจนิก (KD) เป็นอาหารที่มีไขมันสูง โปรตีนเพียงพอ และคาร์โบไฮเดรตต่ำ [1] การเปลี่ยนแปลงในสัดส่วนของสารอาหารหลักดังกล่าวนำไปสู่การประหยัดกลูโคสและเพิ่มการสร้างคีโตเจน [2] สภาวะการเผาผลาญนี้เรียกว่า "คีโตซีสทางโภชนาการ"

งานวิจัยจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าการคุมอาหารแบบคีโตเจนิกสามารถส่งผลดีต่อการทำงานของสมองและอวัยวะส่วนปลาย และให้ประโยชน์ในการรักษาโรคทางระบบประสาทที่หลากหลาย [3,4] แม้ว่ากลไกระดับโมเลกุลของการออกฤทธิ์ของอาหารคีโตเจนิกยังไม่ชัดเจน แต่การวิจัยที่เพิ่มขึ้นชี้ให้เห็นว่า KD สามารถเป็นองค์ประกอบสำคัญในการบำบัดเสริมในการรักษาโรคของระบบประสาทส่วนกลาง (CNS)

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการแสดงให้เห็นว่า KD สามารถส่งผลกระทบต่อการดำเนินโรคโดยการปรับการอักเสบ [5–10] การควบคุมสมดุลระหว่างกระบวนการโปรและสารต้านอนุมูลอิสระ [11–14] และ/หรือการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของไมโครไบโอมในลำไส้ [15] .

1.1. ประวัติความเป็นมาของอาหารคีโตเจนิก

อาหารคีโตเจนิกมีต้นกำเนิดมาจากการอดอาหาร ซึ่งมีการใช้มาตั้งแต่สมัยโบราณเพื่อรักษาโรคลมบ้าหมู ในปี 1921 Woodyatt ค้นพบว่าทั้งความอดอยากและอาหารที่มีไขมันสูงทำให้เกิดภาวะคีโตซิส

ในปีเดียวกันนั้น KD ได้ถูกนำมาใช้ที่ Mayo Clinic เพื่อรักษาโรคลมบ้าหมูโดย Russell Wilder [16] ในขณะนั้นถือว่าเด็กทั้งหมดที่เป็นโรคลมบ้าหมูมากกว่าครึ่งมีอาการดีขึ้น อาหารชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในผู้ป่วยกลุ่มนี้ จนกระทั่งมีการค้นพบยารักษาโรคลมชักชนิดแรกคือ diphenylhydantoin (1938) [16]

ในช่วงปลายศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เริ่มสนใจ KD อีกครั้งเนื่องจากศักยภาพของมันในความผิดปกติทางระบบประสาท ไวน์นิง และคณะ [17] ศึกษาประสิทธิภาพของ KD ในการลดอาการชักในเด็ก (อายุ 1-8 ปี) จนถึงขณะนี้ยังไม่ตอบสนองต่อการรักษาด้วยยากันชักสองชนิด

หลังจากควบคุมอาหารเป็นเวลาหนึ่งปี ผู้ป่วย 40% สังเกตว่าอาการชักลดลงมากกว่า 50% และผู้ป่วย 10% แสดงว่าไม่มีอาการชักเลย

การศึกษาดำเนินการโดยฟรีแมนและคณะ [18] ในผู้ป่วย 150 รายที่มีอายุ 1-16 ปีที่เป็นโรคลมบ้าหมูที่ดื้อยายืนยันผลการป้องกันระบบประสาทของ KD นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าหลังจากหนึ่งปีหลังรับประทานอาหาร ผู้ป่วย 27% อาการชักลดลงมากกว่า 90% หลังจากผ่านไป 10 ปี นีลและคณะ [19] ดำเนินการทดลองแบบสุ่มที่มีกลุ่มควบคุมซึ่งยืนยันบทบาทสำคัญของ KD ในการควบคุมอาการลมชัก

หลังจากการอดอาหารเป็นเวลา 3 เดือน จะพบว่าผู้ป่วยอายุ 2-16 ปี มีอาการชักเพิ่มขึ้นมากกว่า 50% ใน 38% นอกจากนี้ การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ชี้ให้เห็นว่า KD อาจมีผลดีต่อการเกิดโรคทางระบบประสาทอื่น ๆ รวมถึงโรคอัลไซเมอร์ (AD ) และโรคพาร์กินสัน (PD) [20–22]

1.2. ประเภทและลักษณะของอาหารคีโตเจนิก

ปัจจุบันมีอาหารคีโตเจนิกหลายประเภทซึ่งมีสัดส่วนของสารอาหารหลักที่แตกต่างกันไป ซึ่งช่วยให้สามารถปรับอาหารให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของผู้ป่วยได้ รูปที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบการปรับเปลี่ยนอาหารคีโตเจนิกที่เลือกและอัตราส่วนสารอาหารหลัก

1.2.1. อาหารคีโตเจนิกคลาสสิก (CKD)

อาหารคีโตเจนิกแบบดั้งเดิมมีลักษณะเฉพาะคือมีปริมาณไขมันในอาหารสูง ปริมาณโปรตีนปานกลาง และปริมาณคาร์โบไฮเดรตต่ำ โดยมีอัตราส่วนสารอาหารหลักอยู่ที่ 4:1 [23] อาหารคีโตเจนิกจำกัดการบริโภคคาร์โบไฮเดรตไว้ที่ 10% ของปริมาณแคลอรี่ทั้งหมดในแต่ละวัน ดังต่อไปนี้บุคคลที่มีความต้องการพลังงาน 2,000 กิโลแคลอรีต่อวันสามารถบริโภคคาร์โบไฮเดรตได้มากถึง 50 กรัม

อย่างไรก็ตาม ในช่วงเริ่มแรกของการรับประทานอาหาร ควรจำกัดคาร์โบไฮเดรตไว้ที่ประมาณ 20 กรัมต่อวัน ปริมาณคาร์โบไฮเดรตที่ต่ำเช่นนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าร่างกายจะปรับตัวและเปลี่ยนเส้นทางการเผาผลาญเพื่อใช้กรดไขมันเป็นแหล่งพลังงานหลัก

1.2.2. การปรับเปลี่ยนอาหารคีโตเจนิกแบบคลาสสิก

อาหารคีโตเจนิกโปรตีนสูง (MAD)

อาหารคีโตเจนิกที่มีโปรตีนสูงเรียกอีกอย่างว่า Modified Atkins Diet (MAD) [24] ระยะเริ่มต้นจะคงอยู่อย่างไม่มีกำหนด และในระหว่างระยะนี้ ปริมาณคาร์โบไฮเดรตจะไม่เกิน 20 กรัมต่อวัน MAD สันนิษฐานว่าอัตราส่วนของไขมันต่อคาร์โบไฮเดรตและโปรตีนรวมกันคือ 1–2:1 [24,25] อาหารนี้ไม่เกี่ยวข้องกับการจำกัดปริมาณโปรตีนหรือแคลอรี่ที่บริโภค ทำให้ง่ายต่อการรักษาและจัดการได้ง่ายขึ้น [25]

อาหารไตรกลีเซอไรด์สายโซ่ขนาดกลาง (MCTD)

MTCD เป็นประเภทของ KD ซึ่งมีไตรกลีเซอไรด์สายโซ่ขนาดกลาง (MTC) เด่น [26] MTCD ช่วยให้การดูดซึมไตรกลีเซอไรด์เข้าสู่กระแสเลือดเร็วขึ้น การทดแทนกรดไขมันสายยาวเป็นกรดไขมันสายสั้นซึ่งมีการเผาผลาญเร็วขึ้น ส่งผลให้ได้รับคีโตนร่างกายต่อกิโลแคลอรีมากขึ้น

ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นของกระบวนการนี้ส่งผลให้ความต้องการไขมันลดลง จึงทำให้สามารถบริโภคคาร์โบไฮเดรตและโปรตีนในปริมาณที่มากขึ้น [27] นี่เป็นความแตกต่างพื้นฐานที่กำหนดการบำรุงรักษาอาหารในระยะยาว เนื่องจากมีที่เข้มงวดน้อยกว่า KD แบบคลาสสิก [28,29] นอกจากนี้การรับประทานอาหารประเภทนี้ยังช่วยปรับปรุงการทำงานของไมโตคอนเดรีย [30]

อาหารไตรกลีเซอไรด์สายโซ่ขนาดกลาง (MCTD)

MTCD เป็นประเภทของ KD ซึ่งมีไตรกลีเซอไรด์สายโซ่ขนาดกลาง (MTC) เด่น [26] MTCD ช่วยให้การดูดซึมไตรกลีเซอไรด์เข้าสู่กระแสเลือดเร็วขึ้น การทดแทนกรดไขมันสายยาวเป็นกรดไขมันสายสั้นซึ่งมีการเผาผลาญเร็วขึ้น ส่งผลให้ได้รับคีโตนร่างกายต่อกิโลแคลอรีมากขึ้น

ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นของกระบวนการนี้ส่งผลให้ความต้องการไขมันลดลง จึงทำให้สามารถบริโภคคาร์โบไฮเดรตและโปรตีนในปริมาณที่มากขึ้น [27] นี่เป็นความแตกต่างพื้นฐานที่กำหนดการบำรุงรักษาอาหารในระยะยาว เนื่องจากมีที่เข้มงวดน้อยกว่า KD แบบคลาสสิก [28,29] นอกจากนี้การรับประทานอาหารประเภทนี้ยังช่วยปรับปรุงการทำงานของไมโตคอนเดรีย [30]

อาหารคีโตเจนิกแคลอรี่ต่ำมาก (VLCKD)

ปริมาณคาร์โบไฮเดรตในอาหารนี้จะแตกต่างกันไประหว่าง 20–50 กรัมต่อวันหรืออาจจะน้อยกว่า 10% ของ 2,000 กิโลแคลอรีต่อวัน [31] เนื่องจากความแตกต่างระหว่างบุคคล ไม่ใช่ผู้ป่วยทุกรายที่สามารถบรรลุภาวะคีโตซีสได้ด้วยอัตราส่วนสารอาหารหลักเหล่านี้ การปรับเปลี่ยนนี้สามารถใช้เป็นอาหารโทคีโตเจนิกแบบเหนี่ยวนำที่มีปริมาณโปรตีนสูงขึ้น

การรักษาดัชนีน้ำตาลต่ำ (LGIT)

การรักษาดัชนีน้ำตาลต่ำ (LGIT) เป็นทางเลือกหนึ่งนอกเหนือจากการควบคุมอาหารแบบคีโตเจนิก เป็นอาหารที่มีไขมันสูงซึ่งการทดแทนอาหารที่มีดัชนีน้ำตาลในเลือดสูง (GI) ด้วยอาหารที่มี GI ต่ำเป็นพื้นฐาน

ค่า GI บ่งชี้ว่าอาหารทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้นมากเพียงใดเมื่อเทียบกับปริมาณคาร์โบไฮเดรตอ้างอิงที่เท่ากัน [32] แม้ว่าอาหารชนิดนี้จะไม่นำไปสู่คีโตซีสอย่างต่อเนื่อง แต่ก็มีผลดีต่อการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต ผู้ป่วยสามารถดูแลรักษาได้ง่ายกว่าและเป็นที่นิยมในหมู่ผู้ป่วยอายุน้อยระหว่างเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล [1]

วงจรอาหารคีโตเจนิก (CKD)

ประกอบด้วยช่วงวัฏจักรของการรับประทานอาหารคีโตเจนิกแบบคลาสสิกและอาหารที่มีคาร์โบไฮเดรตสูง (โดยมีคาร์โบไฮเดรต 45–65%) อย่างหลังนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเติมเต็มการสะสมไกลโคเจนในกล้ามเนื้อ [33]

อาหารคีโตเจนิกแบบกำหนดเป้าหมาย (TKD)

อาหารคีโตเจนิกประเภทนี้ช่วยให้บุคคลบริโภคคาร์โบไฮเดรตได้มากขึ้นรอบ ๆ การออกกำลังกายอย่างเข้มข้น เพื่อรักษาประสิทธิภาพโดยไม่ส่งผลต่อสถานะของคีโตซีส [33]

2. การเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมในสมองที่เกี่ยวข้องกับอาหารคีโตเจนิก

แม้ว่าสมองจะมีสัดส่วนเพียงประมาณ 2% ของน้ำหนักตัว แต่ก็เป็นอวัยวะที่ใช้พลังงานมากที่สุดในร่างกาย เป็นที่ทราบกันดีว่าไม่เพียงแต่กลูโคสเท่านั้นที่สามารถเป็นแหล่งพลังงานสำหรับสมอง แต่ยังมีคีโตนซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานทั้งหมดของสมองได้มากถึง 60% [34]

ผลการวิจัยจำนวนมากขึ้นแสดงให้เห็นว่าการคุมอาหารแบบคีโตเจนิกโดยการเปลี่ยนแปลงวิถีทางชีวเคมีสามารถส่งผลเชิงบวกต่อการทำงานของสมอง และอาจให้ประโยชน์ในการรักษาโรคต่อสภาวะทางระบบประสาทที่หลากหลาย อาหารที่มีไขมันสูงมีเป้าหมายเพื่อกระตุ้นให้เกิดภาวะคีโตซีสในร่างกาย โดยมีลักษณะพิเศษคือการสลายไขมันและการสร้างคีโตเจเนซิสเพิ่มขึ้น [35]

ดังที่แสดงในรูปที่ 2 กรดไขมันจะถูกออกซิไดซ์อย่างเข้มข้นในตับ ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของคีโตนบอดี (KB) ในปริมาณที่มีนัยสำคัญ เช่น อะซีโตอะซิเตต (ACA), D(-)3-ไฮดรอกซีบิวไทเรต (D- HB, - HB) และอะซิโตน สองรายการแรกสามารถเข้าสู่วงจรกรดซิตริก (วงจรกรดไตรคาร์บอกซิลิก, วงจร TCA) และนำไปใช้เพื่อรับ ATP จากเซลล์ประสาท

เลโนและคณะ [36] แสดงให้เห็นว่าระดับของตัวขนส่ง monocarboxylate (MCT) ซึ่งรับผิดชอบการขนส่ง KBs ข้ามอุปสรรคเลือดและสมอง (BBB) ​​เพิ่มขึ้นในสัตว์ที่เลี้ยงด้วยอาหาร KD เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่เลี้ยงด้วยอาหารคาร์โบไฮเดรตส่วนใหญ่ การขนส่งร่างกายคีโตนที่เพิ่มขึ้นยังได้รับการยืนยันโดย Bentourkia และคณะ [37] โดยใช้การตรวจเอกซเรย์โพซิโตรเนมิชชัน (PET) และ ACA ที่ติดฉลาก 11C

การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการดูดซึมของสมอง 11C-ACA เพิ่มขึ้นเจ็ดถึงแปดเท่าในภาวะคีโตซิสที่เกิดจากภาวะอดอาหาร KD เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่เลี้ยงด้วยอาหารที่มีคาร์โบไฮเดรตสูง ต่อจากนั้น KB ที่ผลิตจะถูกแปลงเป็น acetyl-CoA ในเนื้อเยื่อนอกตับและมีส่วนร่วมในวงจรกรดซิตริกในฐานะแหล่งพลังงาน [38]

ดังที่แสดงในการทดลองกับสัตว์ การได้รับพลังงานจากร่างกายคีโตนมีประโยชน์มากมายที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของระบบประสาท การเปลี่ยนแปลงของพวกมันจะเพิ่มแหล่งพลังงานทั้งหมดซึ่งเซลล์ประสาทใช้ในการสร้างสารสื่อประสาท [39] สิ่งที่น่าสนใจคือ -HB ยับยั้งการสลายไขมัน ซึ่งควบคุมภาวะเม็ดเลือดแดงและคีโตเจเนซิส [5] โดยการกระตุ้นการทำงานของตัวรับกรดไฮดรอกซีคาร์บอกซิลิก 2 (HCA2, PUMA-G , GPR109A)

การขาดตัวรับนี้แสดงความเข้มข้นของการสลายไขมันและคีโตเจเนซิสที่สูงขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าตัวรับนี้มีความจำเป็นต่อการยับยั้งการสลายไขมันโดย -HB [40] การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่า KD สามารถเปลี่ยนอัตราส่วนของ NAD+/NADH ได้ ซึ่งจะเพิ่มความพร้อมใช้งานของ NAD+ ในสมอง ซึ่งมีผลกระทบสำคัญต่อเส้นทางของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อการอักเสบ การซ่อมแซมความเสียหายของ DNA และการควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจ [14,41]

สิ่งนี้ทำให้อาหารคีโตเจนิกสามารถบรรเทาอาการของโรคที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่กล่าวถึงข้างต้นได้

2.1. ผลกระทบของอาหารคีโตเจนิกต่อการเผาผลาญกลูโคส]

เมื่อปริมาณคาร์โบไฮเดรตจากอาหารไม่เพียงพอ สมองจะได้รับพลังงานผ่านการสร้างคีโตเจเนซิส การศึกษาหลายชิ้นระบุว่าการเปลี่ยนแปลงของการเผาผลาญของสมองจากออกซิเดชันของกลูโคสไปสู่การใช้คีโตนในร่างกายจำเป็นต้องมีการปรับตัว [42–44]

เมื่อทฤษฎีได้ปรับให้เข้ากับการใช้ KB เป็นแหล่งพลังงานหลักแล้ว จะสามารถครอบคลุมพลังงานได้มากถึง 60–70% ของพลังงานที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของสมอง [34,45] การศึกษาและการวิเคราะห์เมตาดำเนินการโดย Zhang และคณะ [46] พิสูจน์ว่าอัตราการปรับตัวของสมองขึ้นอยู่กับระยะเวลาและความรุนแรงของคีโตซีส Zilberter และคณะ [2] การวิเคราะห์สรุปได้ว่า KB ทำหน้าที่โดยประหยัดกลูโคสแทนที่จะยับยั้งไกลโคไลซิส

เนื่องจากกลไกนี้ กลูโคสจึงทำหน้าที่อื่นๆ ที่ไม่สามารถทดแทนได้ เช่น การสังเคราะห์ทางชีวภาพของสารประกอบอื่นๆ เช่น อะลานีน [47] และกลูตาเมต [48] ไกลโคเจเนซิส และการป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระ [2] กลูโคสถูกขนส่งในสมองสามเท่า ไอโซฟอร์มของผู้ขนส่งกลูโคส (GLUT):(1) 55 kDa GLUT 1 แสดงออกโดยเซลล์บุผนังหลอดเลือด (2) 45 kDa GLUT 1 แสดงออกโดยแอสโตรไซต์ (3) GLUT 3 ผลิตโดยเซลล์ประสาท [49]

เลโนและคณะ [36] เปิดเผยว่าระดับ GLUT1 จะเพิ่มขึ้นในเซลล์บุผนังหลอดเลือดและนิวโรพิลของหนูที่ใส่เข้าไปในคีโตซีส เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ได้รับอาหารที่มีคาร์โบไฮเดรตสูง การขนส่งกลูโคสที่เพิ่มขึ้นไปยังสมองอาจเกี่ยวข้องกับการกระทำของปัจจัยการเจริญเติบโตคล้ายอินซูลิน (IGF1)

หนูที่ได้รับอาหารคีโตเจนิกที่มีการจำกัดพลังงานแสดงให้เห็นการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของ (1) ตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตที่คล้ายอินซูลินIGF1 ในทุกส่วนของสมอง (2) โปรตีนที่จับกับ IGF1 ซึ่งยับยั้ง IGF1proteolysis ในเซลล์ Purkinje และ (3) GLUT 1, GLUT 3 เอ็มอาร์เอ็นเอ [50]

การวิจัยเชิงทดลองเกี่ยวกับผลกระทบของ IGF1 ต่อสมองของหนูได้แสดงให้เห็นว่ามันทำหน้าที่เสริมฤทธิ์กันกับอินซูลินในการย้ายตำแหน่งของตัวขนส่งกลูโคส GLUT1 ไปยังเยื่อหุ้มเซลล์แอสโตรไซต์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการขนส่งกลูโคสไปยังสมองได้ดีขึ้น [51]

ในเวลาเดียวกัน เมแทบอลิซึมของแอสโตรไซต์จะถูกเสริมด้วย KD [52]แอสโตรไซต์กระตุ้นไกลโคไลซิสและไกลโคจีโนไลซิส ซึ่งให้พลังงานเพื่อรักษาการทำงานที่สำคัญของเซลล์เหล่านี้ เช่น การกำจัดกลูตาเมตและไอออน K+ ส่วนเกินออกจากรอยแยกไซแนปติก [53]

2.2. ผลกระทบของอาหารคีโตเจนิกต่อการเผาผลาญกรดอะมิโนและการสังเคราะห์สารสื่อประสาท วงจรกลูตาเมต-กลูตามีน

กลูตาเมตเป็นกรดอะมิโนที่ถูกกระตุ้น ดังนั้นความเข้มข้นในซินแนปติคแกปจึงต้องรักษาให้อยู่ในระดับต่ำ มันถูกขนส่งผ่านทางตัวขนส่งกลูตาเมตตุ่ม (VGLUTs) การกระทำของพวกมันขึ้นอยู่กับ Cl− ไอออน ซึ่งทำหน้าที่เป็นโมดูเลเตอร์แบบอัลโลสเตอริก

การไม่มีไอออนเหล่านี้จะยับยั้งการขนส่งกลูตามาเทอจิค [54] จูจและคณะ [55] แสดงให้เห็นว่าร่างกายของคีโตนทำให้เกิดการยับยั้งการขนส่งกลูตาเมตในเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสแบบพลิกกลับได้โดยการจับกับไซต์ Cl− ไอออน ACA แสดงผลได้ดีกว่าตัวกลางอื่นๆ ของเมแทบอลิซึมของเซลล์ เช่น -HB และไพรูเวต

การบริโภคอาหารที่มีไขมันเป็นส่วนประกอบหลักในระยะยาวพร้อมกับการลดคาร์โบไฮเดรตไปพร้อมกันจะเพิ่มการไหลผ่านวงจร TCA ผ่านการผลิต acetyl-CoA ที่ขยายใหญ่ขึ้น และเพิ่มกิจกรรมของปฏิกิริยา acetyl-CoA กับ oxaloacetate [52]

วิถีทางในการได้รับกลูตาเมตยังเข้มข้นขึ้นเนื่องจากความพร้อมของออกซาโลอะซิเตตลดลงเมื่อเทียบกับสถานะทางสรีรวิทยา ซึ่งเป็นผลมาจากการใช้สารประกอบนี้เพิ่มขึ้นในการทำปฏิกิริยากับอะซิติล-โคเอในวัฏจักรกรดซิตริก [52]

ซึ่งทำให้การเปลี่ยนกลูตาเมตเป็นแอสปาร์เตตลดลงในปฏิกิริยากลูตาเมต + ออกซาโลอะซิเตต=แอสพาเทต + -คีโตกลูตาเรต [56] (ดูรูปที่ 3) การศึกษาเกี่ยวกับหนูคีโตนิกแสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของลิวซีนสูงขึ้นทั้งในเลือดและ สมองส่วนหน้าของสัตว์เหล่านี้ ในขณะที่ความเข้มข้นของกลูตาเมตและกลูตามีนไม่แตกต่างกันเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่เลี้ยงด้วยอาหารคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนใหญ่ [56]

สิ่งนี้อาจส่งผลให้มีการขนส่งกลูตาเมตเพิ่มขึ้นโดยแอสโตรไซต์ไปยังเซลล์ประสาท ซึ่งจำเป็นต้องส่งโมเลกุลแอมโมเนีย [57] ซึ่งส่วนใหญ่สร้างจากลิวซีน [58] การศึกษาเหล่านี้บ่งชี้ถึงการเพิ่มขึ้นของกลูตาเมตพูลที่มีอยู่ซึ่งสามารถสนับสนุนการสังเคราะห์กรดแกมมา-อะมิโนบิวทีริก (GABA) ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทที่ยับยั้ง ตามที่ได้รับการยืนยันจากการศึกษาเกี่ยวกับซินแนปโตโซมโดยใช้ ACA ที่มีความเข้มข้นสูง [59]

นอกจากนี้ การศึกษาโดยใช้กลูโคสและอะซิเตตที่มีป้ายกำกับ 13C พบว่าคาร์บอนที่พบใน GABA ในสถานะคีโตซีสนั้นได้มาจากอะซิเตต [52] นอกจากนี้ยังพบอัตราส่วน GABA/กลูตามีนที่เพิ่มขึ้นอีกด้วย

For more information:1950477648nn@gmail.com