การอดอาหารกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงในการปกป้องระบบประสาทซึ่งอาจช่วยชะลอการดำเนินของโรคสมองเสื่อมได้

บทวิจารณ์ใหม่เผยให้เห็นว่ารูปแบบการรับประทานอาหารที่จำกัดเวลาจะกระตุ้นให้เกิดเหตุการณ์ต่างๆ ในลำไส้และสมอง ซึ่งอาจช่วยป้องกันโรคอัลไซเมอร์ พาร์กินสัน และโรคทางระบบประสาทเสื่อมอื่นๆ ได้

การอดอาหารเป็นระยะและแกนสมอง-ลำไส้

บทวิจารณ์ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nutrientsได้ตรวจสอบข้อมูลก่อนทางคลินิกที่มีอยู่และข้อมูลทางคลินิกที่จำกัด ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการอดอาหารเป็นช่วงๆ (IF) สามารถช่วยลดปริมาณสารพิษจากโปรตีน รักษาการทำงานของซินแนปส์ และฟื้นฟูสมดุลของเซลล์เกลียและภูมิคุ้มกันในแบบจำลองต่างๆ ของโรคระบบประสาทเสื่อมที่แตกต่างกัน

การศึกษาได้เชื่อมโยง IG กับระดับที่เพิ่มขึ้นของแบคทีเรียที่ทราบกันว่าผลิตสารเมแทบอไลต์ที่มีประโยชน์และควบคุมการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน ในบรรดาสารเมแทบอไลต์เหล่านี้ กรดไขมันสายสั้น (SCFAs) ซึ่งเป็นโมเลกุลส่งสัญญาณสำคัญในแกนลำไส้-สมอง (GBA) มีบทบาทพิเศษ หลักฐานชี้ว่า IG มีบทบาทในการเพิ่มจำนวนแบคทีเรียที่ผลิต SCFA เช่น Eubacterium rectale, Roseburia spp. และ Anaerostipes spp. การศึกษาก่อนทางคลินิกได้เชื่อมโยงสิ่งนี้กับความหนาแน่นของไซแนปส์ที่เพิ่มขึ้นในฮิปโปแคมปัสและการลดลงของการฟอสโฟรีเลชันของเทาในสัตว์ทดลองที่จำลองโรคอัลไซเมอร์

IG กระตุ้นการแสดงออกของยีนจุลินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่งเสริมการเจริญเติบโตของแท็กซาที่ผลิตบิวทิเรต นอกจากนี้ยังปรับเปลี่ยนการเผาผลาญกรดน้ำดีและควบคุมวิถีของทริปโตเฟน ซึ่งช่วยปรับปรุงการผลิตเมแทบอไลต์ที่ปรับสภาพระบบประสาท เช่น เซโรโทนินและไคนูเรนีน IG เกี่ยวข้องกับการลดจำนวนโมโนไซต์ที่ไหลเวียน ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองต่อการอักเสบของร่างกาย

การอักเสบเรื้อรังระดับต่ำและภาวะอักเสบในลำไส้ที่เสื่อมลงได้รับการยอมรับมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการเสื่อมของระบบประสาท ความสามารถในการซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้น (หรือที่เรียกว่า “ลำไส้รั่ว”) ช่วยให้เอนโดท็อกซินของจุลินทรีย์เข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต กระตุ้นการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันและการผลิตไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ IH สามารถเพิ่มจำนวนจุลินทรีย์ที่ผลิต SCFA ซึ่งช่วยเพิ่มความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวและลดการสัมผัสกับเอนโดท็อกซิน

หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่า IG มีผลต่อวิถีสารสื่อประสาทที่มาจากลำไส้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิถีที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญทริปโตเฟนและเซโรโทนิน ภายใต้สภาวะ IG จุลินทรีย์จะเปลี่ยนทริปโตเฟนเป็นอนุพันธ์อินโดลเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการปกป้องระบบประสาทผ่านการส่งสัญญาณของตัวรับอะริลไฮโดรคาร์บอน (AhR) นอกจากนี้ยังช่วยส่งเสริมสมดุลระหว่างการทำงานของลำไส้และระบบภูมิคุ้มกันอีกด้วย

การอักเสบของระบบประสาทไวต่อจังหวะชีวภาพ: การอักเสบของไฮโปทาลามัสอาจรุนแรงขึ้นจากรูปแบบการรับประทานอาหารที่ผิดเพี้ยน IG ลดการแสดงออกของไลโปคาลิน-2 ในไฮโปทาลามัส ฟื้นฟูภาวะสมดุลของไฮโปทาลามัส และปรับปรุงกระบวนการกำจัดแอสโตรไซต์ ผลของ IG ต่อจังหวะชีวภาพอาจส่งผลต่อภาวะสมดุลรีดอกซ์ของสมองและเปลี่ยนแปลงพลวัตของไมโทคอนเดรีย

การรีโปรแกรมการเผาผลาญ การปกป้องระบบประสาท และการอดอาหารเป็นระยะ

IG สามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของไมโทคอนเดรียได้โดยการเปลี่ยนกิจกรรมการเผาผลาญจากกลูโคสไปเป็นสารตั้งต้นของไขมันและคีโตน เช่น β-ไฮดรอกซีบิวทิเรต (BHB) BHB มีฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทผ่านคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระ การปรับการทำงานของไมโทคอนเดรีย และแกนสมอง-ลำไส้ BHB ช่วยรักษาศักยภาพของเยื่อหุ้มไมโทคอนเดรียในแบบจำลองก่อนการทดลองทางคลินิก และปรับปรุงการทำงานของระบบรับรู้ในโรคอัลไซเมอร์และโรคลมชัก นอกจากนี้ยังส่งเสริมสุขภาพลำไส้ด้วยการเสริมสร้างความสมบูรณ์ของผนังลำไส้ การรวม BHB เข้ากับ GBA และ IG จะช่วยสร้างกรอบการทำงานที่แข็งแกร่งในการลดความเครียดออกซิเดชันและเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานชีวภาพของไมโทคอนเดรีย

IG กระตุ้นออโตฟาจีโดยการกระตุ้น SIRT1 และยับยั้ง mTOR นอกจากนี้ SCFA ยังส่งผลต่อการควบคุมทางเอพิเจเนติกส์ของยีนออโตฟาจี การแสดงออกของปัจจัยบำรุงประสาทที่มาจากสมอง (BDNF) ที่เพิ่มขึ้น การลดลงของคราบพลัคอะไมลอยด์ และภาวะฟอสโฟรีเลชันของเทาในแบบจำลองโรคอัลไซเมอร์ รวมถึงผลกระทบที่คล้ายคลึงกันในแบบจำลองโรคพาร์กินสัน ล้วนสนับสนุนศักยภาพของ IG

การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ประสาทและภูมิคุ้มกันที่มีอยู่ในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่า IG ปรับเปลี่ยนปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์เกลียและเซลล์ประสาท และรักษาความสมบูรณ์ของเกราะป้องกันเลือดและสมอง IG มีอิทธิพลต่อภาวะสมดุลของระบบภูมิคุ้มกันผ่านสัญญาณแกนลำไส้และสมองที่ผสานกัน ซึ่งควบคุมกิจกรรมของเซลล์เกลีย เครือข่ายไซโตไคน์ และความยืดหยุ่นของระบบภูมิคุ้มกันและการเผาผลาญ การปรับตัวเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญสำหรับการทำงานของสมองและการปกป้องระบบประสาทในระยะยาว

การประยุกต์ใช้ในทางคลินิกและแนวโน้ม

การใช้ IG ในทางคลินิกจำเป็นต้องได้รับการประเมินกลไกการออกฤทธิ์ ความปลอดภัย การปรับเปลี่ยนพฤติกรรมส่วนบุคคล และข้อพิจารณาทางจริยธรรมอย่างรอบคอบ ซึ่งอาจเป็นเรื่องท้าทายสำหรับกลุ่มเปราะบาง เช่น ผู้สูงอายุ เนื่องจากความเสี่ยงต่อภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ ภาวะขาดน้ำ และการขาดสารอาหารจุลธาตุ การปฏิบัติตามคำแนะนำอย่างเคร่งครัดก็อาจเป็นเรื่องท้าทายเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อภาวะสติปัญญาถดถอยรบกวนการดูแลรักษาตามปกติ ทำให้การใช้ IG ด้วยตนเองอาจก่อให้เกิดอันตรายได้ แพลตฟอร์มสำหรับติดตามผู้ดูแล ตัวจับเวลาในแอป และโซลูชันดิจิทัลอื่นๆ สามารถช่วยเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ได้

กำลังมีการเปลี่ยนแปลงไปสู่การอดอาหารแบบแม่นยำ (เฉพาะบุคคล) โดยอาศัยหลักฐานที่เพิ่มมากขึ้นว่าปัจจัยทางพันธุกรรม อีพิเจเนติกส์ เมตาโบโลมิกส์ และไมโครไบโอม มีอิทธิพลต่อการตอบสนองของแต่ละบุคคลต่อการอดอาหาร การรวมไบโอมาร์กเกอร์ชีวภาพประจำวัน เช่น จังหวะเมลาโทนิน ระยะการนอนหลับ และระดับคอร์ติซอลแอมพลิจูด จะช่วยเปิดทางไปสู่แนวทางโภชนาการตามช่วงเวลาเฉพาะบุคคล ซึ่งอาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับผู้ที่มีความผิดปกติทางระบบประสาทที่มักมีจังหวะชีวภาพประจำวันที่ผิดปกติ

ผลพหุภาพ (pleiotropic effect) ของ IG ทำให้เป็นพื้นฐานที่เหมาะสมสำหรับกลยุทธ์การรักษาแบบหลายรูปแบบ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดในการรักษาโรคระบบประสาทเสื่อม ซึ่งการรักษาแบบเดียวมักไม่ได้ให้ประโยชน์ทางคลินิกในระยะยาว การผสมผสานการฝึกแบบแอโรบิกหรือการฝึกความต้านทานกับ IG ก่อให้เกิดประโยชน์เพิ่มเติมต่อระบบประสาทและการรับรู้ในการศึกษาทางคลินิกก่อนการทดลองทางคลินิกและการทดลองทางคลินิกนำร่องบางโครงการ

IH กำลังก้าวขึ้นมาเป็นกลยุทธ์การบำบัดทางระบบประสาทที่มีศักยภาพในการขยายขนาดได้ เมื่อการประยุกต์ใช้ทางคลินิกมีความก้าวหน้ามากขึ้น สิ่งสำคัญคือการผสาน IH เข้ากับกรอบการทำงานด้านการแพทย์เฉพาะบุคคลที่ครอบคลุม โดยใช้เทคโนโลยีสุขภาพดิจิทัล ไบโอมาร์กเกอร์แบบมัลติโอมิกส์ และการบำบัดเสริม อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าข้อมูลสนับสนุนส่วนใหญ่ในปัจจุบันมาจากการศึกษาในสัตว์ก่อนการทดลองทางคลินิก และการศึกษาในมนุษย์ขนาดใหญ่ยังคงมีอยู่อย่างจำกัด

การศึกษาในอนาคตควรครอบคลุมการทดลองแบบสุ่มที่มีการควบคุมโดยใช้การออกแบบแบบแบ่งชั้น การบูรณาการไบโอมาร์กเกอร์ตามยาว และการคำนึงถึงการปฏิบัติตามโลกแห่งความเป็นจริง