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 το υπόλοιπο των ιστών του αποτελείται από έναν συνδυασμό νερού, υδατανθράκων, πρωτεΐνης και αλάτων. Ο εγκέφαλός σας, χωρίς τον οποίο πιθανώς δεν θα ήσασταν εσείς, είναι ακριβός επειδή καταναλώνει ένα εντυπωσιακό 20 τοις εκατό της ημερήσιας ενέργειας που χρειάζεται για να λειτουργεί ολόκληρο το σώμα σας. Αυτό συμβαίνει παρά το σχετικά μικρό του μέγεθος σε σύγκριση με το σύνολο του σώματός σας.
Λοιπόν, 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 (προφέρεται "ΓΛΥ-κο-γεν-ΟΛΛ-ε-σις") από το "λύσις" που σημαίνει "να κόψει."
Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο το σώμα σας παράγει γλυκόζη είναι μια διαδικασία που ονομάζεται γλυκονεογένεση (προφέρεται "ΓΛΥ-κο-νεο-ΓΕΝ-ε-σις"), που πιθανώς μπορείτε να μαντέψετε ότι σημαίνει τη δημιουργία νέας γλυκόζης. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα κυρίως στο ήπαρ και τα 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 τη 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 που είναι 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 ο θάνατος των κυττάρων και πιθανώς μόνιμη βλάβη θα είναι το αποτέλεσμα. Αυτή η ενέργεια από τη γλυκόζη είναι κρίσιμη για την επεξεργασία των πληροφοριών από τον εγκέφαλό σας, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού μακροπρόθεσμων αναμνήσεων. Ένα από τα καλά πράγματα σχετικά με τη γλυκόζη είναι ότι είναι μια καλή πηγή ενέργειας, καθώς κάθε μόριο γλυκόζης παράγει μια αξιοσημείωτη 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, είναι λογικό ο εγκέφαλός σας να έχει μια εναλλακτική πηγή καυσίμου, και αυτό το καύσιμο είναι το λίπος. Όχι το λίπος με την κανονική έννοια, αλλά το 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 από ό,τι ο μεταβολισμός 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 γονιδιακή έκφραση και ενεργώντας ως σήμανση μόρια στα εγκεφαλικά σας κύτταρα.
Δεν χρειάζεται να τρέξετε μαραθώνιο ή να περάσετε μέρες χωρίς να φάτε για να παράγετε κετόνες, καθώς πολλοί χρησιμοποιούν τη λεγόμενη "κέτο 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 μεταβούν από την καύση υδατανθράκων όταν τρώνε, 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 κέτο δίαιτα.
Λοιπόν, τι σχέση έχουν όλα αυτά με τη νόσο Αλτσχάιμερ;
Το 2016, δημοσιεύθηκε ένα ενδιαφέρον ερευνητικό άρθρο στο Frontiers In Molecular Neuroscience με τίτλο «Μπορούν οι Κετόνες να Βοηθήσουν στη Διάσωση της Προμήθειας Καυσίμου του Εγκεφάλου στην Ύστερη Ζωή; Επιπτώσεις για την Γνωστική Υγεία κατά τη Γήρανση και τη Θεραπεία της Νόσου του Αλτσχάιμερ.» Οι συγγραφείς προτείνουν ότι σε άτομα 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 εκείνη των νεότερων ατόμων.
Δύο - Σε άτομα που είναι κάτω των 40 ετών αλλά έχουν είτε γενετικούς είτε παράγοντες κινδύνου που σχετίζονται με τον τρόπο 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 που σχετίζονται με τον τρόπο ζωής.
Τρία - Άτομα που έχουν διαγνωστεί τόσο με νόσο Αλτσχάιμερ (AD) όσο και με ήπια γνωστική εξασθένηση (MCI) έχουν την ίδια μειωμένη πρόσληψη γλυκόζης όπως οι ομάδες στο 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 υγιή.
Ακολουθεί η συλλογιστική του συγγραφέα μέχρι στιγμής: τα τρία πρώτα ερευνητικά ευρήματα υποδεικνύουν 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 κετονών στους εγκεφάλους ατόμων που έχουν τόσο MCI όσο και AD, η γνωστική τους ικανότητα βελτιώνεται.
Από αυτό, οι συγγραφείς καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι για να αναπτυχθεί μια επιτυχής 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 κανονική σε άτομα με MCI και νόσο του Αλτσχάιμερ, μια παρέμβαση που παρέχει κετόνες στον εγκέφαλο φαίνεται υποσχόμενη για τουλάχιστον καθυστέρηση της ανάπτυξης ή της εξέλιξης του Αλτσχάιμερ. Μερικές από αυτές τις παρεμβάσεις είναι η συμπλήρωση με MCT oil (τριγλυκερίδια μέσης αλυσίδας) 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 oil.
Φυσικά, υπάρχει πολύ περισσότερη έρευνα που πρέπει να γίνει, αλλά η αύξηση της διαθέσιμης ποσότητας κετονών στον εγκέφαλο φαίνεται να είναι ένας ασφαλής, ερευνητικά υποστηριζόμενος 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 από τον 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 εστέρα κετόνης 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 ανοσο-παράλυση: μια ολισθηρή κατηφόρα κατά τη γήρανση για την ανοσο-προσαρμογή. 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 ορού συνδέονται με την εγκεφαλική υπομεταβολισμό σε 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 συνδεδεμένων 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 άλφα-λινολενικό οξύ στην κετογένεση και τα 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 του 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). Περιφερειακός 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. 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 βεζαφιμπράτη και τριγλυκερίδια μέσης αλυσίδας σε υγιείς ανθρώπους. Nutrition 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. Nutrition 27 3–20. 10.1016/j.nut.2010.07.021.
