Фернандо Гомес-Пинила

Катедра по неврохирургия, Университет на Калифорния, Лос Анджелис, Изследователски център за мозъчни травми, Лос Анджелис, Калифорния; Катедра по интегративна биология и физиология, Калифорнийски университет в Лос Анджелис, 621 Чарлз Е. Йънг Драйв, Лос Анджелис, Калифорния 90095

пластичността

Алексис Г. Гомес

Катедра по интегративна биология и физиология, Калифорнийски университет в Лос Анджелис, Лос Анджелис, Калифорния

Резюме

Въпреки че храненето е съществен компонент на живота, едва наскоро действията на храните върху пластичността и функциите на мозъка се изследват. Има доказателства, че избраните диетични фактори са важни модификатори на пластичността на мозъка и могат да окажат влияние върху здравето и заболяванията на централната нервна система. Резултатите от ново изследване показват, че хранителните фактори оказват своето въздействие, като влияят на молекулярните събития, свързани с управлението на енергийния метаболизъм и синаптичната пластичност. Последните резултати от проучването показват, че определени диетични фактори имат механизми, подобни на тези на упражненията, и че в някои случаи диетичните фактори могат да допълнят действието на упражненията. Изобилието от научни открития в животински модели на увреждане на централната нервна система подкрепя идеята, че хранителните вещества могат да се приемат чрез цели храни и хранителни добавки, за да се намалят последствията от невронни увреждания. Следователно упражненията и управлението на диетата изглеждат като неинвазивна и ефективна стратегия за подпомагане на противодействието на неврологичните и когнитивните разстройства.

ВЪВЕДЕНИЕ

Въпреки ограничената ефикасност на настоящите терапевтични подходи за намаляване на последиците от мозъчно увреждане, мозъкът се оказва с невероятна способност за пластичност. Многобройни клинични проучвания са тествали действието на фармакологичните съединения с цел минимизиране на тежестта от неврологични разстройства, като тези, получени в резултат на наранявания на мозъка и гръбначния мозък (SCI), но резултатите от много от тези проучвания са били неуспешни. В допълнение, резултатът от тези неуспехи отразява прекъсване на връзката между действителния изход на пациента и прогнозираната прогноза, така че възникват въпроси за това какви неотчетени фактори на околната среда могат да играят основна роля за окончателното изразяване на мозъчната пластичност и възстановяване [1].

Повечето от публикуваните изследвания по отношение на ефектите на храните върху човешката неврологична функция са свързани с употребата на пълноценни храни. Съществува все повече доказателства, които показват ефектите на избрани хранителни вещества или хранителни производни в няколко животински модела на неврологични разстройства. Тази информация съответства на концепцията, че диетичните фактори могат да се използват като терапии, базирани на биологични препарати. Капацитетът на хранителните вещества да влияят на ЦНС може да бъде включен чрез управление на пълноценни храни или хранителни добавки в храната.

ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ НА КАК ДИЕТАТА МОЖЕ ДА ВЪЗДЕЙСТВИ НА МОЗЕЧНИЯ И ГРЪБНАЧНИЯ КОРД

ДИЕТОВА ИНТЕРВЕНЦИЯ ЗА ПОДОБРЯВАНЕ НА ПОЗНАТЕЛНИТЕ СПОСОБНОСТИ

Омега-3 мастни киселини

Диетични полифеноли

Полифенолите са голяма група химични вещества, открити в растенията, характеризиращи се с наличието на множество фенолни групи. Полифенолите имат мощни антиоксидантни свойства, а някои от основните групи, описани за ефектите им върху ЦНС, са куркуминоиди и флавоноиди. Куркуминът е основният куркуминоид, открит в индийското растение куркума, което е спечелило репутация със силната си лечебна способност. Флавоноидите се намират в много плодове и зеленчуци или техните подпродукти, като плодове (например боровинки, ягоди), чай и червено вино. Флавоноидите могат да имат положителен ефект върху познанието за лечение на мозъчни заболявания и мозъчни увреждания [11]. Механизмите, чрез които флавоноидите упражняват своите действия при възстановяване на нервите, са разнообразни, например чрез насърчаване на невроналната сигнализация и чрез увеличаване на производството на антиоксиданти и противовъзпалителни агенти. Подобно на по-високия хранителен прием на омега-3 мастни киселини, увеличената консумация на ягодоплодни плодове показва положително въздействие върху намаляването на когнитивния разпад при възрастни гризачи [12].

Куркумин

Зелен чай

Ресвератрол

Ресвератролът е нефлавоноиден полифенол с 2 изомерни форми: биологично неактивният цис-ресвератрол и биологично активният транс-ресвератрол (транс-3,4, 5-трихидроксистилбен), най-често срещани в плодовете, гроздето и червеното вино. Резултати от проучвания с животни показват, че лечението с ресвератрол 30 минути преди началото на нараняването има защитни ефекти, като намаляване на оксидативния стрес, в гръбначния мозък след нараняване с исхемия и реперфузия [24]. Ресвератролът има няколко положителни ефекти върху физиологията на тялото, като защита на клетките в сърцето, мозъка и бъбреците; нарастваща апоптоза; и намаляване на туморния растеж [25]. Освен това се наблюдава, че ресвератролът има силен „анти-стареещ капацитет“, както се наблюдава в няколко проучвания, които показват обратна връзка между консумацията на вино и защитата срещу AD [26]. Интересното е, че невропротективните механизми на ресвератрола изглежда се дължат на неговата ефективна способност да насърчава калоричната хомеостаза чрез въздействие върху митохондриите, което води до нисък оксидативен стрес и по-ефективна невронална функция [27].

Калоричен прием

Видове храни, които трябва да се избягват

УПРАЖНЕНИЕТО МОЖЕ ДА ДОПЪЛНИ ЕФЕКТИТЕ НА ДИЕТА

Комбинирани ефекти от диетата и упражненията

Лошо управление на диетата, заседнал начин на живот и възходът на затлъстяването

Мозъчни образни изследвания, които използват тензорна морфометрия за изследване на разликите в обема на сивото вещество и бялото вещество при 94 пациенти в напреднала възраст, силно свързани висок индекс на телесна маса, плазмени нива на инсулин на гладно и диабет тип 2 с атрофия във фронтални, темпорални и подкоркови мозъчни области [ 48]. По отношение на диабета, инсулинът е важен и за контрола на синаптичната пластичност и когнитивната функция. Въпреки че депресията не е пряко свързана с диабета, все по-добре се признава, че диабетът представлява висок риск от депресия и психични заболявания. Приблизително 21 милиона американци имат диабет, според американските центрове за контрол и превенция на заболяванията.

Общите доказателства показват, че е необходимо да се контролира приема на храна, за да се поддържа оптимална мозъчна функция и когнитивни способности. Тъй като по време на еволюцията храната обикновено е оскъдна, организмите са се приспособили да ядат, когато храната стане достъпна. Това предполага, че мозъчните вериги, които контролират приема на храна, обикновено са пластични и лесно се влияят от много стимули, а често водят до обостряне на тяхната биологична функция. Всъщност много проучвания посочват възможността хранителните разстройства да следват подобни механизми, установени в често срещаните видове пристрастяващо поведение. Това също така означава, че способността на упражненията да взаимодействат с диетичния сигнал [49] може да се използва за контролиране на „пристрастяващото поведение към храната“.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Способността на мозъка да се бори с неврологични разстройства и да се възстанови след нараняване до голяма степен зависи от избора на начин на живот като диета и упражнения. Избрани фактори, като повишен хранителен прием на омега-3 мастни киселини и куркумин, както и упражненията редовно, могат да направят мозъка по-устойчив на увреждане. Тези здравословни диетични избори могат да улеснят синаптичното предаване, да подобрят когнитивните способности и да създадат положителна мозъчна среда за цялостното здраве, като включват молекули, които действат върху метаболизма и синаптичната пластичност. Важен подбудител в молекулярната машина, стимулирана от упражнения, е BDNF, който действа на границата на метаболизма и пластичността. Прилагането на диета и упражнения като мощни неинвазивни подходи за подпомагане на възстановяването от мозъчна травма и за улесняване на регенерацията на невроните и пластичността може да осигури силни положителни резултати за напредъка на стандартното рехабилитационно лечение. По-конкретно, нова информация, която показва, че комбинираните диетични и упражняващи стратегии осигуряват допълнителни ползи, може да окаже решаващо влияние върху разработването на стратегии за насърчаване на нервно възстановяване след мозъчни и ТСИ или други неврологични разстройства.

Благодарности

Изследователска подкрепа: Тази работа е подкрепена от Националните институти по здравеопазване награди NS50465-06, NS068473 и NS56413.