Fasting utløser nevrobeskyttende endringer som kan bremse utviklingen av demens

En ny gjennomgang avslører hvordan tidsbegrensede spisemønstre utløser en kjede av hendelser i tarmen og hjernen som kan bidra til å forhindre Alzheimers, Parkinsons og andre nevrodegenerative sykdommer.

Periodisk faste og tarm-hjerne-aksen

En oversikt publisert i tidsskriftet Nutrients undersøkte eksisterende prekliniske og begrensede kliniske data som viser at periodisk faste (IF) kan bidra til å redusere proteintoksisk belastning, opprettholde synaptisk funksjon og gjenopprette glial- og immunhomeostase i flere modeller av forskjellige nevrodegenerative lidelser.

Studier har knyttet IG til økte nivåer av bakterier som er kjent for å produsere gunstige metabolitter og regulere immunresponser. Av disse metabolittene spiller kortkjedede fettsyrer (SCFA), viktige signalmolekyler i tarm-hjerne-aksen (GBA), en spesiell rolle. Bevis tyder på en rolle for IG i å øke antallet SCFA-produserende bakterier som Eubacterium rectale, Roseburia spp. og Anaerostipes spp. Prekliniske studier har knyttet dette til økt synapstetthet i hippocampus og redusert tau-fosforylering i dyremodeller av Alzheimers sykdom.

IG aktiverer mikrobiell genuttrykk, og fremmer spesielt veksten av butyratproduserende taxa. Det modifiserer også gallesyremetabolismen og regulerer tryptofanveier, noe som forbedrer produksjonen av nevromodulerende metabolitter som serotonin og kynurenin. IG er assosiert med en reduksjon i antall sirkulerende monocytter, som spiller en kritisk rolle i kroppens inflammatoriske respons.

Kronisk lavgradig betennelse og inflammatorisk aldring av tarmen blir i økende grad anerkjent som viktige drivere for nevrodegenerasjon. Økt intestinal permeabilitet (såkalt «lekk tarm») lar mikrobielle endotoksiner komme inn i den systemiske sirkulasjonen, noe som utløser immunresponser og proinflammatorisk cytokinproduksjon. Lekk tarm kan øke antallet SCFA-produserende mikrober, noe som forbedrer epitelintegriteten og reduserer endotoksineksponering.

Nyere bevis tyder på at IG påvirker tarmavledede nevrotransmitterveier, spesielt de som er involvert i tryptofan- og serotoninmetabolismen. Under IG-forhold øker mikrobiell omdannelse av tryptofan til indolderivater, noe som kan mediere nevrobeskyttende effekter via arylhydrokarbonreseptor (AhR)-signalering. Dette fremmer også en balanse mellom tarm- og immunfunksjon.

Nevroinflammasjon er følsom for døgnrytmer: hypothalamisk inflammasjon kan forsterkes av forstyrrede kostholdsmønstre. IG reduserer hypothalamisk lipocalin-2-ekspresjon, gjenoppretter hypothalamisk homeostase og forbedrer astrocytiske clearance-veier. IG-effekter på døgnrytmer kan også påvirke hjernens redoks-homeostase og endre mitokondriedynamikk.

Metabolsk omprogrammering, nevrobeskyttelse og periodisk faste

IG kan forbedre mitokondrieeffektivitet og antioksidantkapasitet ved å flytte metabolsk aktivitet fra glukose til lipid- og ketonsubstrater som β-hydroksybutyrat (BHB). BHB utøver nevrobeskyttende effekter gjennom sine antioksidantegenskaper, modulering av mitokondriefunksjon og tarm-hjerne-aksen. BHB bevarer mitokondriemembranpotensial i prekliniske modeller og forbedrer kognitiv funksjon ved Alzheimers sykdom og epilepsi. Det fremmer også tarmhelsen ved å styrke integriteten til tarmbarrieren. Å kombinere BHB med GBA og IG gir et robust rammeverk for å redusere oksidativt stress og forbedre mitokondriebioenergetikk.

IG aktiverer autofagi ved å stimulere SIRT1 og undertrykke mTOR. SCFAer påvirker også den epigenetiske reguleringen av autofagigener. Økt uttrykk av hjerneavledet nevrotrofisk faktor (BDNF), redusert amyloidplakk og tau-hyperfosforylering i Alzheimers sykdomsmodeller, samt lignende effekter i Parkinsons sykdomsmodeller, støtter potensialet til IG.

Eksisterende studier av nevroimmune interaksjoner har vist at IG modulerer glia-nevronale celleinteraksjoner og opprettholder blod-hjerne-barrierens integritet. IG påvirker nevroimmun homeostase gjennom integrerte tarm-hjerne-aksesignaler som regulerer gliaaktivitet, cytokinnettverk og immun-metabolsk robusthet. Disse tilpasningene er nøkkelen til langsiktig kognitiv funksjon og nevrobeskyttelse.

Anvendelse i klinisk praksis og prospekter

Bruk av IG i klinisk praksis krever nøye vurdering av virkningsmekanismer, sikkerhet, personalisering og etiske hensyn. Dette kan være utfordrende for sårbare grupper som eldre på grunn av risiko for hypoglykemi, dehydrering og mangel på mikronæringsstoffer. Etterlevelse kan også være utfordrende, spesielt når kognitiv nedgang forstyrrer rutinemessig vedlikehold, noe som gjør selvadministrasjon av IG potensielt farlig. Plattformer for omsorgspersonovervåking, tidtakere i appen og andre digitale løsninger kan bidra til å overvinne disse utfordringene.

Det er et skifte mot presisjonsfaste (personlig tilpasset faste) basert på økende bevis på at genetiske, epigenetiske, metabolske og mikrobiomfaktorer former individuelle responser på faste. Inkluderingen av døgnrytmemarkører som melatoninrytme, søvnfase og kortisolamplitude åpner en lovende vei for en personlig tilpasset kronoternæringstilnærming. Dette kan være spesielt nyttig for personer med nevrodegenerative lidelser, som ofte har forstyrrede døgnrytmer.

De pleiotropiske effektene av IG gjør det til et ideelt grunnlag for multimodale terapeutiske strategier. Dette er spesielt viktig ved nevrodegenerasjon, hvor monoterapeutiske tilnærminger sjelden gir langsiktige kliniske fordeler. Å kombinere aerob eller styrketrening med IG har gitt ytterligere nevrokognitive fordeler i noen prekliniske og pilotkliniske studier.

IH fremstår som en potensielt skalerbar nevroterapeutisk strategi. Etter hvert som kliniske anvendelser utvikler seg, vil det være viktig å integrere IH i et omfattende rammeverk for personlig medisin ved bruk av digitale helseteknologier, multi-omics biomarkører og komplementære terapier. Det bør imidlertid bemerkes at de fleste støttende dataene for øyeblikket kommer fra prekliniske dyrestudier, og storskala studier på mennesker er fortsatt begrenset.

Fremtidige studier bør inkludere randomiserte kontrollerte studier som bruker stratifiserte design, integrere longitudinelle biomarkører og ta hensyn til etterlevelse i den virkelige verden.