Creierul este un organ foarte "scump" de întreținut, din punctul de vedere al nevoilor sale energetice. Această structură remarcabilă, care cântărește aproximativ un kilogram la un adult mediu, este alcătuită în proporție de 60% din grăsime, restul țesuturilor sale fiind formate dintr-o combinație de apă, carbohidrați, proteine și săruri. Creierul, fără de care nu ai fi tu însuți, este costisitor, deoarece consumă 20 % din energia zilnică necesară funcționării întregului corp. Acest lucru se întâmplă în ciuda dimensiunii sale relativ mici în comparație cu întregul corp.

Deci, ce se întâmplă aici? De ce este creierul dumneavoastră un astfel de consumator de energie și ce legătură are acest lucru cu cetonele și boala Alzheimer? Să aruncăm o privire mai atentă la modul în care creierul tău utilizează energia.

În primul rând, să analizăm glucoza, care este principala sursă de combustibil pentru organism și creier. Glucoza, din cuvântul grecesc glykys care înseamnă "dulce", este cunoscută sub denumirea de zahăr simplu și este formată din carbon, hidrogen și oxigen. Acest zahăr este utilizat în întregul organism pentru a furniza combustibil pentru nevoile multiple de energie ale organismului. Organismul poate obține glucoză prin descompunerea zaharurilor, cum ar fi fructoza și lactoza care se găsesc în alimente, și poate descompune alimentele bogate în amidon pentru a produce, de asemenea, glucoză.

De asemenea, organismul dumneavoastră poate produce glucoză din glicogenul care este stocat în ficat și mușchi, într-o formă utilizabilă. Aceasta este cunoscută sub numele de glicogenoliză (se spune "GLY-co-gen-OLL-eh-sis") de la "lysis" care înseamnă "a tăia".

O altă modalitate prin care organismul dumneavoastră produce glucoză este un proces numit gluconeogeneză (spuneți "GLUE-co-neo-GEN-eh-sis"), care probabil puteți ghici că înseamnă crearea de glucoză nouă. Acest proces are loc în principal în ficat și rinichi, unde organismul dumneavoastră utilizează precursori care nu sunt carbohidrați, cum ar fi lactatul, pentru a produce glucoză. Această formă de producere a glucozei este activă în special atunci când vă recuperați după un exercițiu fizic intens.

Organismul dumneavoastră utilizează glucoza pentru a produce ATP(adenozin trifosfat), care este o moleculă ce poate transporta energie. Vă puteți gândi la ATP ca la moneda de schimb a celulelor dumneavoastră, deoarece stochează energie, iar atunci când este descompusă, eliberează energie care alimentează toate procesele vitale necesare vieții. Să revenim acum la creier.

Deoarece creierul consumă cea mai mare parte din energia corpului, acesta trebuie să dispună de o sursă sigură și constantă de energie, în caz contrar rezultatul fiind moartea celulelor și probabil leziuni permanente. Această energie din glucoză este esențială pentru procesarea informațiilor de către creier, inclusiv pentru formarea amintirilor pe termen lung. Unul dintre lucrurile bune despre glucoză este că este o sursă bună de energie, deoarece fiecare moleculă de glucoză produce o cantitate considerabilă de ATP. Chiar și așa, procesul de producere a glucozei nu este foarte eficient, dar reprezintă o sursă foarte importantă de energie pentru organism, deoarece este de obicei ușor disponibilă.

Dar ce face creierul atunci când nivelurile de glucoză sunt scăzute, așa cum se întâmplă în perioadele lungi de exerciții fizice intense, în perioadele în care nu mănâncă sau chiar în stări de boală precum diabetul? Pentru un organ care este esențial pentru viață, este logic ca creierul să aibă o sursă alternativă de combustibil, iar acel combustibil este grăsimea. Nu grăsime în sensul normal, ci grăsime care a fost descompusă în ficat în ceva numit corpuri cetonice.

Cetonele sunt clar câștigătoare atunci când vine vorba de o sursă de energie pentru creier, deoarece sunt produse pe o cale mult mai eficientă decât glucoza, ceea ce înseamnă că se produce mult mai mult ATP per moleculă. Cetonele sunt, de asemenea, un combustibil "mai curat", în sensul că produc mult mai puține subproduse metabolice "murdare" decât metabolismul glucozei.

Cercetări mai noi indică, de asemenea, ideea că cetonele au și alte roluri în afară de cel de simplu combustibil, cum ar fi acela de a servi drept regulatori ai activității neuronilor, având efecte asupra expresia genică și acționând ca semnalizare molecule în celulele creierului tău.

Nu trebuie să alergați un maraton sau să stați zile întregi fără să mâncați pentru a produce cetone, deoarece mulți oameni folosesc așa-numita"dietă keto", care este un program cu conținut scăzut de carbohidrați și ridicat de grăsimi, pentru a-i ajuta să treacă în cetoză. Mulți oameni raportează că, atunci când sunt în cetoză, capacitatea lor de a se concentra și de a se concentra este semnificativ crescută. Persoanele care practică în mod regulat postul intermitent ajung la ceea ce se numește flexibilitate metabolică și pot trece cu ușurință de la arderea carbohidraților atunci când mănâncă, la arderea grăsimilor (și producerea de cetone) în timpul postului. Persoanele care țin post intermitent raportează, de asemenea, aceleași sentimente de focalizare, concentrare și bunăstare sporite ca și persoanele care urmează o dietă keto.

 Deci, ce legătură au toate acestea cu boala Alzheimer?

În 2016, a fost publicat un articol de cercetare intrigant în Frontiers In Molecular Neuroscience intitulat "Pot cetonele să ajute la salvarea alimentării cu combustibil a creierului la vârste înaintate? Implicații pentru sănătatea cognitivă în timpul îmbătrânirii și pentru tratamentul bolii Alzheimer".Autorii propun că, la persoanele care ajung să dezvolte boala Alzheimer, există un deficit de energie cerebrală legată de glucoză care apare cu mult înainte ca acestea să înceapă să prezinte simptomele bolii.

Ei își bazează raționamentul pe patru constatări:

Unu - La persoanele care au mai mult de 64 de ani și care sunt normale din punct de vedere cognitiv la teste, absorbția glucozei în cortexul frontal al creierului lor este mai scăzută decât la cei mai tineri.

Doi - La persoanele care au mai puțin de 40 de ani, dar care prezintă factori de risc genetici sau de stil de viață pentru boala Alzheimer, dar care sunt, de asemenea, normale din punct de vedere cognitiv, absorbția glucozei în cortexul frontal este, de asemenea, scăzută, comparativ cu persoanele sănătoase din aceeași grupă de vârstă fără factori de risc genetici sau de stil de viață.

Trei - Persoanele care au fost diagnosticate atât cu boala Alzheimer(AD), cât și cu insuficiență cognitivă ușoară(MCI) au aceeași deficiență de absorbție a glucozei ca și grupurile de la punctele unu și doi de mai sus, dar absorbția cetonelor de către creierul lor este aceeași ca la controalele potrivite ca vârstă care sunt sănătoase din punct de vedere cognitiv.

Iată unde se află până acum raționamentul autorului: primele trei rezultate ale cercetării sugerează în mod clar un deficit de glucoză în creier care precede declinul capacității cognitive și devine și mai sever pe măsură ce deficiența cognitivă ușoară avansează spre boala Alzheimer. Dar aruncați o privire la cea de-a patra concluzie a cercetării:

Patru - Atunci când se fac intervenții care cresc disponibilitatea cetonelor în creierul persoanelor care suferă atât de MCI, cât și de AD, capacitatea lor cognitivă se îmbunătățește.  

Autorii concluzionează că, pentru a dezvolta o abordare terapeutică de succes pentru declinul cognitiv ușor, precum și pentru boala Alzheimer, această epuizare a rezervei de energie a creierului trebuie depășită. Deoarece absorbția cetonelor de către creier pare să fie încă normală la persoanele cu LCI și boala Alzheimer, o intervenție care furnizează cetone creierului pare promițătoare pentru a întârzia cel puțin apariția sau evoluția bolii Alzheimer. Unele dintre aceste intervenții sunt suplimentarea cu ulei MCT (trigliceride cu lanț mediu), care s-a dovedit a fi benefică pentru persoanele cu boala Alzheimer, și alte metode, cum ar fi postul, o dietă ketogenică bogată în grăsimi sau o dietă obișnuită la care se adaugă esteri cetonici sau ulei MCT.

Desigur, mai sunt multe cercetări de făcut, dar creșterea rezervei de cetone disponibile în creier pare a fi o modalitate sigură, susținută de cercetare și bine tolerată de a ocoli deficitul de energie la persoanele ale căror creiere sunt predispuse la boala Alzheimer. 

Referințe:

1. Cunnane S. C., Courchesne-Loyer A., St-Pierre V., Vandenberghe C., Pierotti T., Fortier M., et al. (2016). Pot cetonele să compenseze deteriorarea absorbției cerebrale a glucozei în timpul îmbătrânirii? Implicații pentru riscul și tratamentul bolii Alzheimer. 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). Cetoza terapeutică cu ester cetonic întârzie convulsiile de toxicitate a oxigenului sistemului nervos central la șobolani. 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). Răspunsul metabolic la un mic dejun ketogenic la vârstnicii sănătoși. 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). De la inflamm-îmbătrânire la imuno-paralizie: o pantă alunecoasă în timpul îmbătrânirii pentru adaptarea imună. Biogerontologie 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). Nivelurile mai ridicate de glucoză serică sunt asociate cu hipometabolismul cerebral în regiunile Alzheimer. Neurologie 80 1557-1564. 10.1212/WNL.0b013e31828f17de.

6. Cahill G. F., Jr. (2006). Metabolismul combustibilului în foamete. Annu. Rev. Nutr. 26 1-22. 10.1146/annurev.nutr.26.061505.111258.

7. Halestrap A. P., Price N. T. (1999). Familia transportatorilor de monocarboxilați legați de protoni (MCT): structură, funcție și reglementare. 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). Evaluarea preliminară a unui efect diferențial al unui supliment bogat în alfa-linolenat asupra ketogenezei și a acizilor grași omega-3 din plasmă la tineri comparativ cu adulții în vârstă. Nutriție 16 30040-30045. 10.1016/j.nut.2016.03.025.

9. Hertz L., Chen Y., Waagepetersen H. S. (2015). Efectele corpurilor cetonice în boala Alzheimer în legătură cu hipometabolismul neuronal, toxicitatea beta-amiloidă și funcția astrocitelor. 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). Hipometabolismul cerebral regional al glucozei la femeile tinere cu sindromul ovarului polichistic: posibilă legătură cu rezistența ușoară la insulină. 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). Absorbția cerebrală mai scăzută a 18F-Fluorodeoxiglucozei, dar metabolismul 11C-Acetoacetat normal în demența ușoară a bolii Alzheimer. 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). Cinetica, siguranța și tolerabilitatea (R)-3-hidroxibutiratului de (R)-3-hidroxibutirat la subiecți adulți sănătoși. 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). Răspuns ketogenic la cotratamentul cu bezafibrat și triacilgliceroli cu lanț mediu la oameni sănătoși. Nutriție 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). Stimularea cetonemiei ușoare și susținute de către triacilgliceroli cu lanț mediu la oameni sănătoși: contribuția potențială estimată la metabolismul energetic al creierului. Nutriție 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). Metabolismul combustibilului cerebral, îmbătrânirea și boala Alzheimer. Nutriție 27 3-20. 10.1016/j.nut.2010.07.021.