Что такое нейровоспаление и как кето может помочь?

30 ноября 2023

Несмотря на то, что воспаление обычно ассоциируется с негативными последствиями для здоровья, оно является естественным процессом, призванным защитить наш организм от всего, что может ему угрожать. Однако, если воспаление поддерживается на высоком уровне или неэффективно устраняется, оно может привести к повреждению тканей, что в результате приводит к хроническим заболеваниям. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о последствиях хронического воспаления в центральной нервной системе - нейровоспалении - от концепций и механизмов до того, как кетогенные стратегии могут помочь снизить его уровень, способствуя оптимальному здоровью мозга и долголетию.

Острое и хроническое воспаление

Когда вы получаете травму, ваш организм активизирует свои защитные механизмы, чтобы противостоять всему, что может угрожать его стабильной работе. Ваша иммунная система выделяет химические вещества, которые активируют огромную армию белых кровяных телец (лейкоцитов), чтобы бороться с инфекцией и способствовать заживлению. Острое воспаление (вызванное, например, порезом бумагой, поднятием тяжестей или простудой) обычно длится от нескольких часов до нескольких дней и необходимо для восстановления тканей и гомеостаза.

Проблема возникает, если иммунный ответ длится дольше, оставляя ваш организм в состоянии затянувшейся тревоги и неразрешенного воспаления. Хроническое воспаление обычно приводит к повреждению здоровых клеток, тканей, органов и эндотелия сосудов. Исследования показывают, что провоспалительное состояние хронического воспаления является причиной и следствием метаболических и неврологических расстройств. [1]

В возникновение и поддержание хронического воспаления могут оказывать влияние несколько важных и распространенных факторов, в том числе:

  • Инфекции (бактериальные, вирусные, паразитарные и т.д.)
  • Физические травмы
  • Аутоиммунные заболевания (т. е. система атакует здоровые клетки; повышенный уровень hsCRP, ESR или ANA)
  • Воздействие раздражающих факторов (токсины в пище, на коже или в загрязненном воздухе)[2]
  • Факторы образа жизни: диета, курение, ожирение, алкоголь, хронический стресс, качество и количество сна

-2

Длительное воспаление в организме может привести к воспалению в мозге

Воспаление может проявляться в виде изменений аппетита и массы тела, усталости, потери либидо, трудностей с концентрацией внимания и ухудшения когнитивных функций. Со временем хроническое системное (периферическое) воспаление может привести к повышению проницаемости физических барьеров, таких как слизистая кишечника и гематоэнцефалический барьер (BBB) - первые линии обороны, удерживающие токсичные частицы и микроорганизмы от попадания в кровь и ткани мозга соответственно. Негерметичность кишечника может способствовать нарушению герметичности BBB, что вызывает воспалительную реакцию в мозге, называемую нейровоспалением - сложным процессом, который включает в себя активацию и взаимодействие нескольких ключевых игроков:

  • Микроглия - это иммунные клетки, которые следят за состоянием окружающей среды и играют важную роль в общем гомеостазе мозга. Они удаляют мертвые нейроны и другие клеточные остатки, которые могут препятствовать передаче сигналов нейронами. При активации микроглия может вырабатывать воспалительные цитокины и хемокины, которые способствуют привлечению лейкоцитов в мозг.
  • Цитокины - это категория белков, которые регулируют клеточную связь, особенно важную при взаимодействии с иммунными клетками. Примеры провоспалительных цитокинов: интерлейкины (IL-1β, IL-6) и фактор некроза опухоли- α (TNF-α).
  • Хемокины - семейство небольших цитокинов, известных своей способностью стимулировать миграцию клеток (лейкоцитов) к местам инфекции или повреждения тканей. Примеры: CCL2, CCL5, CXCL1.
  • Реактивные виды кислорода (ROS) - это ряд химических веществ, получаемых из молекулярного кислорода, которые обладают высокой реактивностью (легко соединяются с другими молекулами). Примеры: продукты окисления липидов, пероксиды, супероксид, оксид азота. Повышенное образование и накопление ROS приводит к молекулярному повреждению, определяемому как "окислительный стресс" [3]

Постоянная активация микроглии и выработка провоспалительных цитокинов не только закрепляют активацию микроглии, но и способствуют распространению окислительного стресса, который негативно влияет на митохондрии нейронов и проницаемость BBB. Этот нейровоспалительный процесс замедляет синаптическую передачу (связь между нейронами) и создает порочный круг в мозге, который может привести к гибели нейронов и нарушению функций мозга. Фактически, нейровоспаление считается патологической отличительной чертой заболеваний центральной нервной системы, что делает его перспективной терапевтической мишенью. Ряд неврологических заболеваний связан с хроническим воспалением с низкой степенью выраженности, включая депрессию, мигрени, болезнь Альцгеймера, шизофрению, эпилепсию, биполярное расстройство и другие.

-3

Общепринятым маркером для выявления воспаления в организме является С-реактивный белок (CRP) - белок, выделяемый печенью в ответ на физическую травму. Высокочувствительный С-реактивный белок (hs-CRP), как следует из названия, является более чувствительным и точным показателем С-реактивного белка. Высокий уровень С-реактивного белка в организме связан с метаболической дисфункцией, ожирением, болезнями сердца и нейрогенеративными заболеваниями, что делает его важным биомаркером для оценки метаболического здоровья. [4]

Как правило, показатели hs-CRP ниже 1,0 мг/л коррелируют с более низким уровнем воспаления. Уровни от 1,0 до 3,0 мг/л указывают на умеренный риск метаболических и сердечно-сосудистых заболеваний, а высокий риск определяется при показателях выше 3,0 мг/л. Уровни выше 10 мг/л обычно указывают на острое воспаление. [5]

К другим маркерам хронического воспаления относятся цитокины и хемокины (измеряются клинически и в исследовательских условиях): IL-1β, IL-6, TNF-α, [адипонектин](https://ketonutrition.org/what-is-neuroinflammation-and-how-can-keto-help/#:~:text=6%2C%20TNF%2D%CE%B1%2C-,adiponectin,-(an%20adipose%20tissue) (гормон, вырабатываемый жировой тканью и способный ослаблять воспаление), лептин (также вырабатывается жировой тканью и играет роль во врожденном иммунитете) и т. д. [6] [7]

Чем может помочь кето?

Современные фармакологические средства включают нестероидные противовоспалительные препараты (аспирин, ибупрофен и напроксен) и кортикостероиды (подавляют иммунную систему). Из-за возможных побочных эффектов от применения стандартных фармацевтических препаратов все больше людей ищут безопасные и натуральные способы борьбы с воспалением.

Низкоуглеводные кетогенные диеты (КД) приводят к увеличению утилизации и переработки жирных кислот в связи с низким уровнем глюкозы и инсулина. Этот метаболический поворот приводит к увеличению производства кетоновых тел в печени. КД и кетоновые тела обладают хорошо известными нейропротекторными и противосудорожными свойствами. Кроме того, исследования показали их антиоксидантные и противовоспалительные свойства. [8] Некоторые из этих преимуществ могут быть косвенно обусловлены снижением потребления рафинированных углеводов (белый хлеб, выпечка, сладкие напитки), которые считаются провоспалительными. С другой стороны, как КД, так и экзогенные кетоны показали прямые нейропротекторные и противовоспалительные свойства в исследованиях на животных и людях.

  • По сравнению с диетой с низким содержанием жиров, КД значительно уменьшали воспаление у мужчин и женщин с избыточным весом, независимо от потери веса, что свидетельствует об улучшении метаболического и воспалительного статуса под влиянием кетоза. [9]
  • Было показано, что КД повышают уровень аденозина в мозге - тормозного нейротрансмиттера, связанного с анксиолитическими, противосудорожными и противовоспалительными свойствами. [10]
  • Основное кетоновое тело, содержащееся в кровотоке, бета-гидроксибутират (BHB), может напрямую ингибировать NLRP3 инфламмасому (основной медиатор воспалительной реакции) в иммунных клетках, ослабляя воспалительную реакцию. [11] Этот вывод был подтвержден на примере животных с травмой спинного мозга и болезнью Альцгеймера, показавших ослабление нейровоспаления после предварительного приема КД или BHB. [12][13]
  • Кетоновые тела и КД связаны с уменьшением количества реактивных форм кислорода (ROS) и следовательно, могут косвенно способствовать уменьшению воспаления. [14]
  • Была опубликовала работа, в которой проверялось влияние экзогенных кетонов на модель судорог, вызванных воспалением. В этом исследовании липополисахарид (ЛПС - компонент клеточной стенки бактерий) использовался для стимуляции воспаления и, как следствие, эпилептической активности. Добавка экзогенных кетонов значительно уменьшила количество ЛПС-индуцированных судорог, что вероятно связано с уменьшением как возбудимости нейронов, так и воспаления. [15]

На рисунке ниже показаны основные механизмы, связанные с противовоспалительными свойствами КД [16].

-4

Помимо кетогенных способов, следует рассмотреть и другие методы, основанные на доказательной базе:

Основные выводы

Воспаление - естественная часть иммунного ответа, но когда оно становится хроническим, его необходимо устранять, чтобы ослабить или обратить вспять повреждения. Распознавание ранних признаков нейровоспаления ("мозговой туман", тревога, депрессия, головные боли, умственная переутомляемость) принятие мер как можно быстрее имееть решающее значение для ослабления и в некоторых случаях, обращения вспять метаболических или неврологических нарушений, связанных с хроническим воспалением.

Кетогенные стратегии, такие как низкоуглеводные кетогенные диеты или экзогенные кетоновые добавки, все чаще демонстрируют многообещающие противовоспалительные эффекты как в доклинических, так и в клинических исследованиях. Диетические стратегии и добавки являются безопасными и эффективными метаболическими подходами к ослаблению воспаления, что делает их привлекательной нейропротекторной стратегией для поддержания оптимального здоровья мозга, потенциального лечения травм мозга и его долголетия.

Цитаты:

[1] C. Franceschi and J. Campisi, "Chronic inflammation (inflammaging) and its potential contribution to age-associated diseases," The Journals of Gerontology, vol. 69, no. Suppl 1, 2014. [2] M. L. Block and L. Calderon-Garciduenas, "Air Pollution: Mechanisms of Neuroinflammation & CNS Disease", Trends in Neuroscience, vol. 32, no. 9, pp. 506-516, 2009. [3] H. Sies и D. P. Jones, "Reactive oxygen species (ROS) as pleiotropic physiological signalling agents," Nature Reviews Molecular Cell Biology, vol. 21, pp. 363-383, 2020. [4] Y.-y. Luan and Y.-m. Yao, "Клиническое значение и потенциальная роль С-реактивного белка в хронических воспалительных и нейродегенеративных заболеваниях", Frontiers in Immunology, vol. 9, 2018. [5] P. M. Ridker, J. E. Buring, N. R. Cook и N. Rifai, "C-Reactive Protein, the Metabolic Syndrome, and Risk of Incident Cardiovascular Events," Circulation, vol. 107, pp. 391-397, 2003. [6] Н. Оучи и К. Уолш, "Адипонектин как противовоспалительный фактор", Международный журнал клинической химии, том 380, № (1-2), стр. 24-30, 2009. [7] V. Abella, M. Scotece, j. Conde, J. Pino, M. A. Gonzalez-Gay, J. J. Gomez-Reino, A. Mera, F. Lago, R. Gomez and O. Gualillo, "Leptin in the interplay of inflammation, metabolism and immune system disorders," Nature Reviews Rheumatology, vol. 13, pp. 100-109, 2017. [8] A. Pinto, A. Bonucci, E. Maggi, M. Corsi and R. Businaro, "Anti-Oxidant and Anti-Inflammatory Activity of Ketogenic Diet: New Perspectives for Neuroprotection in Alzheimer's Disease," Antioxidants, vol. 7, no. 5, 2018. [9] C. E. Forsythe, S. D. Phinney, M. L. Fernandez, E. E. Quann, R. J. Wood, D. M. Bibus, W. J. Kraemer, R. D. Feinman and J. S. Volek, "Comparison of low fat and low carbohydrate diets on circulating fatty acid composition and markers of inflammation," Lipids, vol. 43, no. 1, pp. 65-77, 2008. [10] Г. Хаско и Б. Кронштейн, "Регуляция воспаления аденозином", Frontiers in Immunology, vol. 4, 2013. [11] Y.-H. Youm, K. Y. Nguyen, R. W. Grant, E. L. Goldberg, M. Bodogai, D. Kim, D. D'Agostino, N. Planavsky, C. Lupfer, T. D. Kanneganti, S. Kang, T. L. Horvath, T. M. Fahmy, P. A. Crawford, A. Biragyn, E. Alnemri and V. D. Dixit, "The ketone metabolite β-hydroxybutyrate blocks NLRP3 inflammasome-mediated inflammatory disease," Nature Medicine, vol. 21, no. 3, pp. 263-269, 2015. [12] G. Kong, J. Liu, J. Lin, Z. Huang, Z. Yang, X. Wu, Z. Huang, Q. Zhu и X. Wu, "Ketone Metabolite β-Hydroxybutyrate Ameliorates Inflammation After Spinal Cord Injury by Inhibiting the NLRP3 Inflammasome," Neurochemical Research, vol. 46, no. 2, pp. 213-229, 2021. [13] D. C. Shippy, C. Wilhelm, P. A. Viharkumar, T. J. Raife и T. K. Ulland, "β-гидроксибутират ингибирует активацию инфламмасомы для ослабления патологии болезни Альцгеймера", Journal of Neuroinflammation, vol. 17, no. 1, 2020. [14] M. Maalouf, P. G. Sullivan, L. Davis, D. Y. Kim и J. M. Rho, "Ketones inhibit mitochondrial production of Reactive Oxygen Species production following glutamate excitotoxicity by increasing NADH oxidation," Neuroscience, vol. 145, no. 1, pp. 256-264, 2007. [15] Z. Kovacs, D. P. D'Agostino, D. M. Diamond and C. Ari, "Exogenous Ketone Supplementation Decreased the Lipopolysaccharide-Induced Increase in Absence Epileptic Activity in Wistar Albino Glaxo Rijswijk Rats," Frontiers in Molecular Neuroscience, 2019. [16] S. Koh, N. Dupuis and S. Auvin, "Ketogenic diet and Neuroinflammation," Epilepsy REsearch, vol. 167, 2020.