Ο εγκέφαλός σας είναι ένα πολύ «ακριβό» όργανο για να διατηρηθεί, όσον αφορά τις ενεργειακές του ανάγκες. Αυτή η αξιοσημείωτη δομή, που ζυγίζει περίπου 3 λίβρες στον μέσο ενήλικα, αποτελείται κατά περίπου 60 τοις εκατό από λίπος, ενώ τα υπόλοιπα ιστούς του αποτελούνται από έναν συνδυασμό νερού, υδατανθράκων, πρωτεϊνών και αλάτων. Ο εγκέφαλός σας, χωρίς τον οποίο πιθανώς δεν θα ήσασταν εσείς, είναι ακριβός επειδή καταναλώνει ένα τεράστιο 20 τοις εκατό της ημερήσιας ενέργειας που χρειάζεται για να λειτουργήσει ολόκληρο το σώμα σας. Αυτό συμβαίνει παρά το σχετικά μικρό του μέγεθος σε σύγκριση με το σύνολο του σώματός σας.
Τι συμβαίνει εδώ; Γιατί ο εγκέφαλός σας είναι τόσο ενεργοβόρος και τι σχέση έχει αυτό με τις κετόνες και τη νόσο του Αλτσχάιμερ; Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο πώς ο εγκέφαλός σας χρησιμοποιεί την ενέργεια.
Πρώτα, ας εξετάσουμε τη γλυκόζη, η οποία είναι η κύρια πηγή καυσίμου τόσο για το σώμα όσο και για τον εγκέφαλο. Γλυκόζη, από την ελληνική λέξη γλυκύς που σημαίνει "γλυκός", είναι αυτό που είναι γνωστό ως απλό σάκχαρο και αποτελείται από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο. Αυτό το σάκχαρο χρησιμοποιείται σε όλο το σώμα για να παρέχει καύσιμο για τις πολλαπλές ενεργειακές ανάγκες του σώματος. Το σώμα σας μπορεί να πάρει γλυκόζη διασπώντας σάκχαρα όπως η φρουκτόζη και η λακτόζη που βρίσκονται στα τρόφιμα, και μπορεί να διασπάσει αμυλούχα τρόφιμα για να παράγει επίσης γλυκόζη.
Το σώμα σας μπορεί επίσης να παράγει γλυκόζη από το γλυκογόνο που αποθηκεύεται στο ήπαρ και τους μύες σας, σε μια χρησιμοποιήσιμη μορφή. Αυτό είναι γνωστό ως γλυκογονόλυση (πείτε "ΓΛΥ-κο-γεν-ΟΛ-ε-σις") από το «λύσις» που σημαίνει «να κόβω».
Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο το σώμα σας παράγει γλυκόζη είναι μια διαδικασία που ονομάζεται γλυκονεογένεση (πείτε «ΓΛΟΥ-κο-νεο-ΓΕΝ-εσις») που πιθανώς μπορείτε να μαντέψετε ότι σημαίνει τη δημιουργία νέας γλυκόζης. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα κυρίως στο ήπαρ και στα νεφρά σας, όπου το σώμα σας χρησιμοποιεί μη υδατανθρακικούς προδρόμους όπως το γαλακτικό για να παράγει γλυκόζη. Αυτή η μορφή παραγωγής γλυκόζης είναι ιδιαίτερα ενεργή όταν αναρρώνετε από έντονη άσκηση.
Το σώμα σας χρησιμοποιεί γλυκόζη για να παράγει ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη), το οποίο είναι ένα μόριο που μπορεί να μεταφέρει ενέργεια. Μπορείτε να σκεφτείτε το ATP ως το νόμισμα των κυττάρων σας, καθώς αποθηκεύει ενέργεια και όταν διασπάται, απελευθερώνει ενέργεια που τροφοδοτεί όλες τις ζωτικές διαδικασίες απαραίτητες για τη ζωή. Τώρα πίσω στον εγκέφαλο.
Ο εγκέφαλός σας, επειδή καταναλώνει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του σώματός σας, πρέπει να έχει μια αξιόπιστη και σταθερή πηγή ενέργειας, διαφορετικά θα προκληθεί κυτταρικός θάνατος και πιθανώς μόνιμη βλάβη. Αυτή η ενέργεια από τη γλυκόζη είναι κρίσιμη για την επεξεργασία των πληροφοριών από τον εγκέφαλό σας, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού μακροχρόνιων αναμνήσεων. Ένα από τα καλά πράγματα σχετικά με τη γλυκόζη είναι ότι αποτελεί καλή πηγή ενέργειας, καθώς κάθε μόριο γλυκόζης παράγει σημαντική ποσότητα ATP. Παρόλα αυτά, η διαδικασία παραγωγής της γλυκόζης δεν είναι πολύ αποδοτική, αλλά αντιπροσωπεύει μια πολύ σημαντική πηγή ενέργειας για το σώμα σας, καθώς συνήθως είναι άμεσα διαθέσιμη.
Αλλά τι κάνει ο εγκέφαλος όταν τα επίπεδα γλυκόζης είναι χαμηλά, όπως συμβαίνει σε μεγάλες περιόδους έντονης άσκησης, όταν περνάει πολύς χρόνος χωρίς φαγητό ή ακόμα και σε καταστάσεις ασθενειών όπως ο διαβήτης; Για ένα όργανο που είναι κρίσιμο για τη ζωή, έχει νόημα ότι ο εγκέφαλός σας έχει μια εναλλακτική πηγή καυσίμου, και αυτό το καύσιμο είναι το λίπος. Όχι λίπος με την κανονική έννοια, αλλά λίπος που έχει διασπαστεί στο ήπαρ σε κάτι που ονομάζεται κετονικά σώματα.
Οι κετόνες είναι ο ξεκάθαρος νικητής όταν πρόκειται για πηγή ενέργειας για τον εγκέφαλο επειδή παράγονται μέσω μιας πολύ πιο αποδοτικής οδού από τη γλυκόζη, που σημαίνει ότι παράγεται πολύ περισσότερη ATP ανά μόριο. Οι κετόνες είναι επίσης ένα "καθαρότερο" καύσιμο, καθώς παράγουν πολύ λιγότερα "βρώμικα" μεταβολικά υποπροϊόντα σε σύγκριση με το μεταβολισμό της γλυκόζης.
Νεότερη έρευνα επίσης υποδεικνύει την ιδέα ότι οι κετόνες εξυπηρετούν άλλους ρόλους εκτός από απλά καύσιμο, όπως το να λειτουργούν ως ρυθμιστές της δραστηριότητας των νευρώνων, έχοντας επιπτώσεις σε έκφραση γονιδίων και ενεργώντας ως σηματοδότηση μόρια στα εγκεφαλικά σας κύτταρα.
Δεν χρειάζεται να τρέξετε μαραθώνιο ή να περάσετε μέρες χωρίς φαγητό για να παράγετε κετόνες, καθώς πολλοί άνθρωποι χρησιμοποιούν τη λεγόμενη «κετογονική δίαιτα», η οποία είναι ένα πρόγραμμα χαμηλών υδατανθράκων και υψηλών λιπαρών, για να τους βοηθήσει να μεταβούν σε κέτωση. Πολλοί αναφέρουν ότι όταν βρίσκονται σε κέτωση, η ικανότητά τους να εστιάζουν και να συγκεντρώνονται είναι σημαντικά αυξημένη. Άτομα που ασκούν τακτικά διαλείπουσα νηστεία επιτυγχάνουν αυτό που είναι γνωστό ως μεταβολική ευελιξία, και μπορούν εύκολα να αλλάξουν από την καύση υδατανθράκων κατά το φαγητό, στην καύση λίπους (και παραγωγή κετονών) κατά τη νηστεία. Οι διαλείποντες νηστευτές αναφέρουν επίσης τα ίδια συναισθήματα αυξημένης εστίασης, συγκέντρωσης και ευεξίας όπως οι άνθρωποι σε κετογονική δίαιτα.
Λοιπόν, τι σχέση έχουν όλα αυτά με τη νόσο του Αλτσχάιμερ;
Το 2016, δημοσιεύθηκε ένα ενδιαφέρον ερευνητικό άρθρο στο Frontiers In Molecular Neuroscience με τίτλο «Μπορούν οι Κετόνες να Βοηθήσουν στην Ανάκτηση της Ενεργειακής Προμήθειας του Εγκεφάλου σε Μεταγενέστερη Ζωή; Επιπτώσεις για την Γνωστική Υγεία κατά τη Διάρκεια της Γήρανσης και τη Θεραπεία της Νόσου του Αλτσχάιμερ.» Οι συγγραφείς προτείνουν ότι στους ανθρώπους που αναπτύσσουν τη νόσο του Αλτσχάιμερ, υπάρχει ένα έλλειμμα στην ενέργεια του εγκεφάλου που σχετίζεται με τη γλυκόζη το οποίο εμφανίζεται πολύ πριν αρχίσουν να παρουσιάζουν συμπτώματα της νόσου.
Βασίζουν τη συλλογιστική τους σε τέσσερα ευρήματα:
Ένα - Στα άτομα που είναι άνω των 64 ετών και είναι γνωστικά φυσιολογικά στις δοκιμές, η πρόσληψη γλυκόζης στον μετωπιαίο φλοιό του εγκεφάλου τους είναι χαμηλότερη από εκείνους που είναι νεότεροι.
Δύο - Σε άτομα που είναι κάτω των 40 ετών αλλά έχουν είτε γενετικούς είτε παράγοντες κινδύνου τρόπου ζωής για τη νόσο του Αλτσχάιμερ, αλλά είναι επίσης γνωστικά φυσιολογικά, η πρόσληψη γλυκόζης στον μετωπιαίο φλοιό είναι επίσης χαμηλή, σε σύγκριση με υγιή άτομα της ίδιας ηλικιακής ομάδας χωρίς τους γενετικούς ή τους παράγοντες κινδύνου τρόπου ζωής.
Τρία - Άτομα που έχουν διαγνωστεί τόσο με νόσο του Αλτσχάιμερ (AD) όσο και με ήπια γνωστική εξασθένηση (MCI) έχουν την ίδια μειωμένη πρόσληψη γλυκόζης όπως οι ομάδες ένα και δύο παραπάνω, αλλά η πρόσληψη κετονών από τον εγκέφαλό τους είναι η ίδια με αυτή των υγιών ατόμων της ίδιας ηλικίας που είναι γνωστικά υγιείς.
Εδώ είναι το σημείο όπου η συλλογιστική του συγγραφέα βρίσκεται μέχρι στιγμής: τα πρώτα τρία ερευνητικά ευρήματα υποδηλώνουν σαφώς ένα έλλειμμα στη γλυκόζη του εγκεφάλου που προηγείται της μείωσης της γνωστικής ικανότητας και γίνεται ακόμη πιο σοβαρό καθώς η ήπια γνωστική εξασθένηση προχωρά προς τη νόσο του Αλτσχάιμερ. Αλλά ρίξτε μια ματιά στο τέταρτο ερευνητικό εύρημα:
Τέσσερα - Όταν γίνονται παρεμβάσεις που αυξάνουν τη διαθεσιμότητα των κετονών στον εγκέφαλο ατόμων με MCI και AD, βελτιώνεται η γνωστική τους ικανότητα.
Από αυτό, οι συγγραφείς καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι για να αναπτυχθεί μια επιτυχημένη θεραπευτική προσέγγιση για την ήπια γνωστική εξασθένηση καθώς και για το Αλτσχάιμερ, αυτή η εξάντληση της ενεργειακής προμήθειας του εγκεφάλου πρέπει να ξεπεραστεί. Επειδή η πρόσληψη κετονών από τον εγκέφαλο φαίνεται να είναι φυσιολογική σε άτομα με MCI και νόσο του Αλτσχάιμερ, μια παρέμβαση που παρέχει κετόνες στον εγκέφαλο φαίνεται υποσχόμενη για να καθυστερήσει τουλάχιστον την ανάπτυξη ή την πρόοδο της νόσου του Αλτσχάιμερ. Μερικές από αυτές τις παρεμβάσεις είναι η συμπλήρωση με MCT έλαιο (μέσης αλυσίδας τριγλυκερίδια) που έχει αποδειχθεί ότι έχει οφέλη σε άτομα με νόσο του Αλτσχάιμερ, και άλλες μέθοδοι όπως η νηστεία, μια κετογονική δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά ή μια κανονική δίαιτα στην οποία προστίθενται κετονικοί εστέρες ή MCT έλαιο.
Φυσικά, υπάρχει πολύ περισσότερη έρευνα που πρέπει να γίνει, αλλά η αύξηση της διαθέσιμης προμήθειας κετονών στον εγκέφαλο φαίνεται να είναι ένας ασφαλής, υποστηριζόμενος από την έρευνα και καλά ανεκτός τρόπος για να παρακαμφθεί το ενεργειακό έλλειμμα σε άτομα των οποίων οι εγκέφαλοι είναι επιρρεπείς στη νόσο του Αλτσχάιμερ.
Αναφορές:
1. Cunnane S. C., Courchesne-Loyer A., St-Pierre V., Vandenberghe C., Pierotti T., Fortier M., et al. (2016). Μπορούν οι κετόνες να αντισταθμίσουν την επιδεινούμενη πρόσληψη γλυκόζης στον εγκέφαλο κατά τη γήρανση; Επιπτώσεις για τον κίνδυνο και τη θεραπεία της νόσου του Αλτσχάιμερ. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1367 12–20. 10.1111/nyas.12999.
2. D’Agostino D. P., Pilla R., Held H. E., Landon C. S., Puchowicz M., Brunengraber H., et al. (2013). Θεραπευτική κέτωση με κετονικό εστέρα καθυστερεί τις επιληπτικές κρίσεις τοξικότητας οξυγόνου του κεντρικού νευρικού συστήματος σε αρουραίους. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 304 R829–R836. 10.1152/ajpregu.00506.2012.
3. Freemantle E., Vandal M., Tremblay Mercier J., Plourde M., Poirier J., Cunnane S. C. (2009). Μεταβολική απόκριση σε ένα κετογονικό πρωινό στους υγιείς ηλικιωμένους. J. Nutr. Health Aging 13 293–298. 10.1007/s12603-009-0026-9.
4. Fulop T., Dupuis G., Baehl S., Le Page A., Bourgade K., Frost E., et al. (2015). Από τη φλεγμονώδη γήρανση στην ανοσοπαράλυση: μια ολισθηρή κλίση κατά τη διάρκεια της γήρανσης για την ανοσοπροσαρμογή. Biogerontology 17 147–157. 10.1007/s10522-015-9615-7.
5. Burns C. M., Chen K., Kaszniak A. W., Lee W., Alexander G. E., Bandy D., et al. (2013). Τα υψηλότερα επίπεδα γλυκόζης στον ορό σχετίζονται με την εγκεφαλική υπομεταβολισμό στις περιοχές του Αλτσχάιμερ. Neurology 80 1557–1564. 10.1212/WNL.0b013e31828f17de.
6. Cahill G. F., Jr. (2006). Μεταβολισμός καυσίμων στην πείνα. Annu. Rev. Nutr. 26 1–22. 10.1146/annurev.nutr.26.061505.111258.
7. Halestrap A. P., Price N. T. (1999). Η οικογένεια των μεταφορέων μονοκαρβοξυλικών οξέων που συνδέονται με πρωτόνια (MCT): δομή, λειτουργία και ρύθμιση. Biochem. J. 343(Pt 2), 281–299. 10.1042/0264-6021:3430281.
8. Hennebelle M., Courchesne-Loyer A., St-Pierre V., Vandenberghe C., Castellano C. A., Fortier M., et al. (2016). Προκαταρκτική αξιολόγηση της διαφορικής επίδρασης ενός συμπληρώματος πλούσιου σε α-λινολενικό οξύ στην κετογένεση και στα ωμέγα-3 λιπαρά οξέα στο πλάσμα σε νέους σε σύγκριση με ηλικιωμένους ενήλικες. Nutrition 16 30040–30045. 10.1016/j.nut.2016.03.025.
9. Hertz L., Chen Y., Waagepetersen H. S. (2015). Επιδράσεις των κετονικών σωμάτων στη νόσο του Αλτσχάιμερ σε σχέση με τον νευρικό υπομεταβολισμό, την τοξικότητα της βήτα-αμυλοειδούς και τη λειτουργία των αστροκυττάρων. J. Neurochem. 134 7–20. 10.1111/jnc.13107.
10. Castellano C. A., Baillargeon J. P., Nugent S., Tremblay S., Fortier M., Imbeault H., et al. (2015a). Περιφερειακή υπομεταβολισμός γλυκόζης στον εγκέφαλο σε νέες γυναίκες με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών: πιθανή σύνδεση με ήπια αντίσταση στην ινσουλίνη. PLoS ONE 10:e0144116 10.1371/journal.pone.0144116.
11. Castellano C. A., Nugent S., Paquet N., Tremblay S., Bocti C., Lacombe G., et al. (2015b). Χαμηλότερη πρόσληψη 18F-Φθοριοδεοξυγλυκόζης στον εγκέφαλο αλλά φυσιολογικός μεταβολισμός 11C-Ακετοξικού σε ήπια άνοια της νόσου Αλτσχάιμερ. J. Alzheimers Dis. 43 1343–1353. 10.3233/JAD-141074.
12. Clarke K., Tchabanenko K., Pawlosky R., Carter E., Todd King M., Musa-Veloso K., et al. (2012). Κινητική, ασφάλεια και ανεκτικότητα του (R)-3-υδροξυβουτυλ (R)-3-υδροξυβουτυρικού σε υγιείς ενήλικες υποκείμενα. Regul. Toxicol. Pharmacol. 63 401–408. 10.1016/j.yrtph.2012.04.008.
13. Courchesne-Loyer A., St-Pierre V., Hennebelle M., Castellano C. A., Fortier M., Tessier D., et al. (2015). Κετογονική απόκριση στη συγχορήγηση με βεζαφιβράτη και τριγλυκερίδια μέσης αλυσίδας σε υγιείς ανθρώπους. Διατροφή 31 1255–1259. 10.1016/j.nut.2015.05.015.
14. Courchesne-Loyer A., Fortier M., Tremblay-Mercier J., Chouinard-Watkins R., Roy M., Nugent S., et al. (2013). Διέγερση ήπιας, διαρκούς κετοναιμίας από τριγλυκερίδια μέσης αλυσίδας σε υγιείς ανθρώπους: εκτιμώμενη πιθανή συμβολή στον ενεργειακό μεταβολισμό του εγκεφάλου. Nutrition 29 635–640. 10.1016/j.nut.2012.09.009.
15. Cunnane S., Nugent S., Roy M., Courchesne-Loyer A., Croteau E., Tremblay S., et al. (2011). Μεταβολισμός καυσίμων του εγκεφάλου, γήρανση και νόσος του Αλτσχάιμερ. Διατροφή 27 3–20. 10.1016/j.nut.2010.07.021.
