Faste udløser neurobeskyttende ændringer, der kan bremse udviklingen af demens

En ny undersøgelse afslører, hvordan tidsbegrænsede spisemønstre udløser en kædereaktion af begivenheder i tarmen og hjernen, der kan bidrage til at forebygge Alzheimers, Parkinsons og andre neurodegenerative sygdomme.

Intermitterende faste og tarm-hjerne-aksen

En gennemgang offentliggjort i tidsskriftet Nutrients undersøgte eksisterende prækliniske og begrænsede kliniske data, der viste, at intermitterende faste (IF) kan hjælpe med at reducere proteintoksisk belastning, opretholde synaptisk funktion og genoprette glial- og immunhomeostase i flere modeller af forskellige neurodegenerative lidelser.

Studier har forbundet IG med øgede niveauer af bakterier, der vides at producere gavnlige metabolitter og regulere immunresponser. Af disse metabolitter spiller kortkædede fedtsyrer (SCFA'er), vigtige signalmolekyler i tarm-hjerne-aksen (GBA), en særlig rolle. Evidens tyder på en rolle for IG i at øge antallet af SCFA-producerende bakterier såsom Eubacterium rectale, Roseburia spp. og Anaerostipes spp. Prækliniske studier har forbundet dette med øget synapstæthed i hippocampus og nedsat tau-fosforylering i dyremodeller af Alzheimers sygdom.

IG aktiverer mikrobiel genekspression, især ved at fremme væksten af butyratproducerende taxa. Det ændrer også galdesyremetabolismen og regulerer tryptofan-veje, hvilket forbedrer produktionen af neuromodulerende metabolitter såsom serotonin og kynurenin. IG er forbundet med et fald i antallet af cirkulerende monocytter, som spiller en kritisk rolle i kroppens inflammatoriske respons.

Kronisk lavgradig inflammation og inflammatorisk ældning af tarmen anerkendes i stigende grad som nøgledrivere for neurodegeneration. Øget intestinal permeabilitet (såkaldt "utæt tarm") tillader mikrobielle endotoksiner at trænge ind i den systemiske cirkulation, hvilket udløser immunresponser og proinflammatorisk cytokinproduktion. Utæt tarm kan øge antallet af SCFA-producerende mikrober, hvilket forbedrer epitelintegriteten og reducerer endotoksineksponeringen.

Nyere beviser tyder på, at IG påvirker tarmafledte neurotransmitterveje, især dem, der er involveret i tryptofan- og serotoninmetabolismen. Under IG-forhold øges den mikrobielle omdannelse af tryptofan til indolderivater, hvilket kan mediere neurobeskyttende effekter via arylcarbonhydridreceptor (AhR)-signalering. Dette fremmer også en balance mellem tarm- og immunfunktion.

Neuroinflammation er følsom over for døgnrytmer: Hypothalamisk inflammation kan forstærkes af forstyrrede kostmønstre. IG reducerer hypothalamisk lipocalin-2-ekspression, genopretter hypothalamisk homeostase og forbedrer astrocytiske clearanceveje. IG's effekter på døgnrytmer kan også påvirke hjernens redoxhomeostase og ændre mitokondriedynamikken.

Metabolisk omprogrammering, neurobeskyttelse og periodisk faste

IG kan forbedre mitokondrieeffektivitet og antioxidantkapacitet ved at flytte metabolisk aktivitet fra glukose til lipid- og ketonsubstrater såsom β-hydroxybutyrat (BHB). BHB udøver neurobeskyttende effekter gennem sine antioxidante egenskaber, modulering af mitokondriefunktionen og tarm-hjerne-aksen. BHB bevarer mitokondriemembranpotentialet i prækliniske modeller og forbedrer kognitiv funktion ved Alzheimers sygdom og epilepsi. Det fremmer også tarmsundheden ved at styrke tarmbarrierens integritet. Kombination af BHB med GBA og IG giver en robust ramme for at reducere oxidativ stress og forbedre mitokondriebioenergetik.

IG aktiverer autofagi ved at stimulere SIRT1 og undertrykke mTOR. SCFA'er påvirker også den epigenetiske regulering af autofagigener. Øget ekspression af brain-derived neurotrophic factor (BDNF), nedsat amyloidplaques og tau-hyperfosforylering i Alzheimers sygdomsmodeller, samt lignende effekter i Parkinsons sygdomsmodeller, understøtter potentialet af IG.

Eksisterende studier af neuroimmune interaktioner har vist, at IG modulerer interaktioner mellem gliale celler og neuroner og opretholder blod-hjerne-barrierens integritet. IG påvirker neuroimmun homeostase gennem integrerede signaler fra tarm-hjerne-aksen, der regulerer glial aktivitet, cytokin-netværk og immun-metabolisk modstandsdygtighed. Disse tilpasninger er nøglen til langsigtet kognitiv funktion og neurobeskyttelse.

Anvendelse i klinisk praksis og perspektiver

Brugen af IG i klinisk praksis kræver en omhyggelig vurdering af virkningsmekanismer, sikkerhed, personalisering og etiske overvejelser. Dette kan være udfordrende for sårbare grupper såsom ældre på grund af risiko for hypoglykæmi, dehydrering og mangel på mikronæringsstoffer. Overholdelse af vejledningen kan også være udfordrende, især når kognitiv tilbagegang forstyrrer rutinemæssig vedligeholdelse, hvilket gør selvadministration af IG potentielt farlig. Platforme til overvågning af plejepersonale, timere i appen og andre digitale løsninger kan hjælpe med at overvinde disse udfordringer.

Der er et skift mod præcisionsfaste (personaliseret faste) baseret på voksende beviser for, at genetiske, epigenetiske, metaboliske og mikrobiome faktorer former individuelle reaktioner på faste. Inkluderingen af døgnrytmemarkører såsom melatoninrytme, søvnfase og kortisolamplitude åbner en lovende vej for en personlig krono-ernæringstilgang. Dette kan være særligt nyttigt for personer med neurodegenerative lidelser, som ofte har forstyrrede døgnrytmer.

De pleiotrope effekter af IG gør det til et ideelt grundlag for multimodale terapeutiske strategier. Dette er især vigtigt i neurodegeneration, hvor monoterapeutiske tilgange sjældent giver langsigtede kliniske fordele. Kombination af aerob træning eller styrketræning med IG har givet yderligere neurokognitive fordele i nogle prækliniske og pilotkliniske studier.

IH fremstår som en potentielt skalerbar neuroterapeutisk strategi. Efterhånden som kliniske anvendelser skrider frem, vil det være vigtigt at integrere IH i en omfattende personlig medicinsk ramme ved hjælp af digitale sundhedsteknologier, multi-omics biomarkører og komplementære terapier. Det skal dog bemærkes, at de fleste understøttende data i øjeblikket kommer fra prækliniske dyreforsøg, og at store menneskelige studier stadig er begrænsede.

Fremtidige studier bør omfatte randomiserede kontrollerede forsøg, der bruger stratificerede designs, integrerer longitudinelle biomarkører og tager højde for adhærens i den virkelige verden.