2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
Kuigi kõrge rasvasisaldusega, piiratud kalorsusega ketogeenset dieeti (KD) on pikka aega kasutatud selleks, et vältida lapseea epilepsiahoogusid, mis ei allu ravimitele, pole arstid tegelikult aru saanud, miks see dieet toimib. Emory ülikooli meditsiinikooli uurimisrühma uued uuringud näitavad, et dieet muudab aju energiavahetuses osalevaid geene, mis omakorda aitab stabiliseerida epilepsiahoogudele avatud neuronite funktsiooni. Need teadmised võivad aidata teadlastel tuvastada konkreetseid molekulaarseid või geneetilisi sihtmärke ning viia epilepsia ja ajukahjustuse tõhusamate ravimiteni.
Uuringut esitleb Neuroteaduste Seltsi aastakoosolekul Washingtonis Kristopher Bough, PhD, Emory farmakoloogiaprofessori Raymond Dingledine'i labori järeldoktorant.
"Need leiud toetavad meie hüpoteesi, et toitumisrežiim võib dramaatiliselt mõjutada geenide ekspressiooni ja neuronite funktsiooni ajus, mis suurendab nende neuronite võimet seista vastu epilepsiahoogude metaboolsetele väljakutsetele," ütles dr. Dingledine ütles.
Ketogeenne dieet põhjustab rasva lagunemisel molekulide, mida nimetatakse ketokehadeks, tootmist. Teadlased on aru saanud, et need molekulid põhjustavad mingil moel ainevahetuse muutusi, mis põhjustab tugevat krambivastast toimet. Mõnede loomkatsete kohaselt võivad need piirata ka epilepsia progresseerumist.
Emory uurimisrühm uuris seost toitumise ja epilepsiahoogude vahel käitumuslikul, rakulisel ja geneetilisel tasandil. Nad leidsid, nagu ka teised, et KD-ga toidetud rottidel areneb resistentsus krambihoogude vastu aeglaselt, ühe kuni kahe nädala jooksul, erinev alt tavapäraste krambivastaste ravimitega ravitud rottidest. Rakkude tasandil leidsid nad, et ketogeense dieedi krambivastane toime ei olnud korrelatsioonis plasma ketoonitaseme tõusu ega plasma glükoosisisalduse vähenemisega. Kuna krambihoogude vastupanuvõime suurendamiseks oli vaja pikemat ravi KD-ga, jõudsid nad järeldusele, et muutused geeniekspressioonis võivad olla dieedi krambivastase toime võtmeks.
Et tuvastada, millised geenid võivad olla seotud, kasutasid teadlased mikrokiibi "geenikiipe", et uurida samaaegselt enam kui 7000 roti geeni geeniekspressiooni muutusi. Nad keskendusid hipokampusele, ajupiirkonnale, millel on teadaolev alt oluline roll mitmesuguste epilepsiatüüpide puhul. Rohkem kui 500 uuritud geeni olid korrelatsioonis KD-ga raviga. Kõige silmatorkavam avastus oli energia metabolismis osalevate geenide koordineeritud ülesreguleerimine.
Selle geneetilise efekti selgitamiseks välistasid teadlased esm alt võimaluse, et KD-dieet võib suurendada GABA tootmist, mis on ajus keemilise sõnumitooja, mis aitab piirata krampide aktiivsust. Nad leidsid, et GABA tase hipokampuses ei muutunud KD-ga võrreldes.
Et testida, kas hipokampuse neuronite energiavarusid KD abil suurendati, loendasid nad elektronmikroskoopia abil rakkudes energia "tehaste" ehk mitokondrite arvu. Nad leidsid, et KD-ravi suurendas märkimisväärselt mitokondrite arvu hipokampuse pindalaühiku kohta. See leid koos energia metaboolseid ensüüme kodeerivate geenide ekspressiooni kooskõlastatud suurenemisega viis nad järeldusele, et KD-ravi suurendab energia tootmist hipokampuses ja võib parandada neuronite stabiilsust.
Lõpuks testisid teadlased, kas KD-st mõjutatud ajukude on nende suurenenud energiavarude tõttu vastupidavam madalale glükoositasemele (krampide mõju). Nad leidsid, et sünaptiline suhtlemine KD-ga toidetud rottidel oli madala glükoositaseme suhtes vastupidavam kui kontroll-loomadel, keda toideti tavatoitu.
Teadlased usuvad, et nende uued teadmised võivad viia epilepsia ja ajukahjustuse tõhusamate ravimite väljatöötamiseni.
Ja kuna dieet suurendab aju võimet seista vastu metaboolsetele väljakutsetele, usuvad nad ka, et ketogeenset dieeti tuleks uurida kui võimalikku ravi teiste neurodegeneratiivsete häirete, nagu Alzheimeri või Parkinsoni tõve puhul.
