Межі у харчуванні

Нейроенергетика, харчування та здоров’я мозку

Редаговано
Золтан Сарняй

Університет Джеймса Кука, Австралія

Переглянуто
Антоніо Паолі

Університет Падуї, Італія

Рішель Михасюк

Університет Монаш, Австралія

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

дієта

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

  • 1 Департамент неврології, Медичний центр Університету Канзаса, Канзас-Сіті, Кентуккі, США
  • 2 Центр управління струсом мозку, Університет системи охорони здоров'я штату Канзас, Канзас-Сіті, Кентуккі, США
  • 3 Кафедра дієтології та харчування, Медичний центр Університету Канзаса, Канзас-Сіті, Кентуккі, США
  • 4 Центр хвороби Альцгеймера, Університет штату Канзас, Фарватер, Кентуккі, США

Вступ

Струс головного мозку є основною формою легкої черепно-мозкової травми (mTBI). CDC повідомляє, що населення США щорічно отримує 1,7 мільйона струсів, і, хоча занижене на 80%, річне число струсів більше ніж подвоїлося за останнє десятиліття (1). Отже, доказове клінічне лікування струсів головного мозку має особливе значення. У той час як у 90% пацієнтів симптоми зникають протягом 4 тижнів, у решти спостерігаються стійкі та часто виснажливі симптоми протягом місяців або навіть років (2), стан, що називається синдромом після струсу мозку (3). Невирішені когнітивні проблеми або проблеми з пам’яттю можуть значно обмежити повсякденну діяльність та мати потенційно нейродегенеративні наслідки в подальшому житті (4). В даний час лікування спрямоване на симптоми, але рідко звертається до основної травми. Це важливе обмеження при лікуванні синдрому після струсу мозку і може призвести до тривалих періодів відновлення.

Мозок є високометаболічним органом, який потребує значної і безперервної енергії, яка зазвичай постачається глюкозою. Поглинання глюкози сильно зменшується в метаболічному каскаді, який виникає після травми головного мозку (5), що призводить до стану гіпометаболізму мозку, який може зберігатися протягом місяців (6). Корекція цього біоенергетичного дефіциту може слугувати потенційною терапевтичною мішенню для основних симптомів після струсу. Одним з таких підходів є дієта з високим вмістом жирів та вуглеводів з обмеженим вмістом вуглеводів (КД), яка зменшує залежність від метаболізму глюкози на користь метаболізму кетонів, субстрату альтернативної енергії організму. Кетони суттєво сприяють мозковому метаболізму (7–9), що, мабуть, найголовніше, здається, залишається недоторканим в умовах з порушенням метаболізму глюкози (10–12).

Основною метою цього дослідження було встановити доцільність впровадження 8-тижневої КД у пацієнтів із симптомами PCS. Нашими вторинними цілями була оцінка змін у пізнанні та симптомів, про які повідомляли самі, що збігаються з лікуванням КД. Ми припустили, що пацієнти дотримуватимуться 8-тижневого протоколу КД, визначеного за допомогою монітора споживання їжі та двох показників кетозу, і що відповідні учасники відчують поліпшення когнітивних показників та симптоматики.

Методи

Кетогенна дієта при синдромі після струсу мозку (KD-PCS) являла собою пілотне клінічне дослідження з однією групою, в яке було включено 14 осіб із синдромом після струсу мозку (PCS). Протокол вимагав від учасників підтримувати МКТ, доповнену КД, протягом 8 тижнів. KD був ізокалорійним і підвищений жирний жир компенсував зменшення споживання вуглеводів, тому ми називаємо нашу дієту KD з високим вмістом жиру (VHF-KD), щоб відрізнити нашу дієту від KD з низьким вмістом калорій.

Ми перспективно набрали учасників з Центру клінік з управління струсом мозку в відділеннях неврології та травматологічної хірургії при Університеті Канзасу.

Учасники

Дієтичне втручання

Учасники отримали консультації з питань харчування з боку зареєстрованого дієтолога (RD) під час базового навчального візиту. Їм порадили споживати самостійно підібране співвідношення 1: 1 (співвідношення грамів ліпідів до грамів неліпідного) УВЧ-KD, в якому отримували енергію 5–10% вуглеводів, 70–75% жиру та 20 –25% білка. Дієтичні принципи VHF-KD були раніше описані (38) і представлені в таблиці 1. Учасникам пропонувалося споживати тригліцеридне масло середньої ланцюга (MCT) (NOW Foods, США), що містить комбінацію C8: 0 і C10: 0 жирних кислот. Для підвищення толерантності до МСТ дозування дозу починали з 1/2 столової ложки на день протягом першого тижня і збільшували на 1/2 столової ложки на тиждень до досягнення мети в 1-2 столові ложки на день залежно від індивідуальної толерантності. Потреби в енергії визначали за допомогою рівняння Міффліна-Ст-Джеора (39). В цьому дослідженні зниження ваги не було заблоковано, таким чином під час втручання коригувались потреби в енергії, щоб запобігти надмірній втраті ваги серед учасників. Надані матеріали включали посібник з дієти УКВ-КД, що містить опис дієтичних принципів та зразків рецептів, двомісячне забезпечення олією МСТ та полівітаміни щодня (Kirkland Signature, США) для вирішення проблем з дефіцитом мікроелементів.

Таблиця 1. Принципи навчання кетогенної дієти KD-PCS.

Дієтична оцінка

Дієтичне споживання вимірювали за допомогою 3-денних записів про їжу (3DFR). Дослідження RD надало учасникам письмові та усні інструкції щодо заповнення 3DFR. Дієтичне споживання реєструвалося в режимі реального часу і включало 2 робочі дні та 1 вихідний день на початковому рівні, місяць 1 та місяць 2. РД переглядав заповнені записи про їжу з учасниками під час навчальних візитів, щоб забезпечити повноту та роз'яснити деталі. Базовий рівень 3DFR відображав споживання їжі до початку застосування VHF-KD, тоді як 3DFR з 1 місяця та 2 місяця відображав споживання під час втручання VHF-KD. Дані про харчові дані були внесені до Системи даних про харчування для досліджень (NDSR) 2016 для кількісної оцінки споживання їжі та поживних речовин.

Біомаркер, безпека та антропометричні оцінки

Учасники самостійно контролювали кетони сечі щодня, рано ввечері, використовуючи тест-смужки ацетоацетату сечі (Ketostix, Bayer, Німеччина). Щоденний статус кетону в сечі реєстрували як негативний, слідовий (5–14,9 мг/дл), малий (15–39,9 мг/дл), помірний (40–79,9 мг/дл) або великий (80+ мг/дл) у наданий щоденник. Дні, коли учасники не вимірювали рівень кетонів, консервативно вважали «негативною» кетоновою реакцією.

Всі біомаркери сироватки та лабораторні тести були зібрані після 12-годинного голодування. Повні ліпідні, гематологічні та метаболічні панелі були зібрані під час відвідування базового рівня та місяця 2 (закінчення дієтичного втручання), і ці аналізи проводила клінічна лабораторія Quest Diagnostics. Клінічна лабораторія Quest Diagnostics вимірювала рівень сироваткового бета-гідроксибутирату (BHB) та рівні інсуліну у всі моменти часу відвідування (базовий рівень, місяць 1 та місяць). Оцінка гомеостатичної моделі 2-інсулінорезистентності (HOMA2-IR) для кожного учасника розраховували за допомогою калькулятора HOMA2 (v. 2.2.3; Оксфордський університет, Великобританія).

Для всіх випробовуваних вимірювали зріст і вагу. ІМТ (кг/м 2) розраховували за допомогою вимірювань ваги та зросту.

Дієтичні перешкоди та смакові якості

Учасники заповнювали короткі анкети після закінчення навчання. Ці анкети були розроблені для виявлення перешкод, що виникали під час УКХ-КД, а також смаку та задоволення від продуктів харчування, споживаних під час УВЧ-КД.

Когнітивне тестування

Ми оцінювали когнітивні показники за допомогою негайної оцінки після струсу мозку та когнітивного тестування (ImPACT). Тест ImPACT проводився під час базового дослідження, а також під час відвідування 2-го місяця.

Оцінка симптомів

Учасники заповнили контрольний список шкали симптомів після контузії (PCSS) під час усіх трьох навчальних візитів. PCSS - це самооцінка 22 оцінок симптомів за шкалою Лікерта в діапазоні від 0 до 6, причому 0 не вказує на труднощі з окресленим симптомом, а оцінки 1–6 представляють легку та важку складність із симптомом. PCSS є частиною комп'ютеризованого тестування ImPACT і проводився з тестом ImPACT на початковому етапі та під час відвідування місяця 2. Випробуваний заповнював паперову версію PCSS під час усіх трьох навчальних візитів. Ми також оцінили симптоми депресії та тривоги на початковому етапі та у висновку дослідження. Щоб оцінити ступінь тяжкості симптомів депресії, учасники заповнили Анкету здоров’я пацієнтів (PHQ-9). PHQ-9 - це опитування з 9 питань, яке задає питання про симптоми депресії протягом попередніх 2 тижнів (40). Кожне запитання оцінюється 0–3 і підсумовується, щоб сформувати максимальний бал 27 з вищими балами, що стосуються більш важких симптомів депресії. Ми оцінили симптоми тривоги за допомогою опитувальника загального тривожного розладу (GAD-7), 7-запитаного опитування про тривожність, яке було підтверджено для загальної сукупності (41). Кожне запитання оцінюється 0–3 і підсумовується, щоб сформувати максимальний бал 21 з вищими балами, що стосуються більш сильної тривожності.

Тестування балансу

Модифікована система оцінки помилок балансу (M-BESS) (42) була завершена на початковому етапі та відвідування місяця 2. M-BESS перевіряє постуральну стійкість людини на твердій рівній поверхні в трьох різних положеннях: двонога, однонога та тандемна хода. Тест проводиться босоніж із закритими очима та руками, покладеними на стегна. Кожна позиція має максимум 10 балів, і за кожну помилку віднімається 1 бал. Загальні бали M-BESS обчислюються шляхом підсумовування балів кожної позиції.

Статистичний аналіз

Основною метою було повідомити про можливість використання УКХ-КД у пацієнтів з ПКС з вторинною метою - повідомити про попередню ефективність. Ми повідомляємо про безперервні дані як середнє значення ± SD протягом усього часу, але оскільки дані переважно були ненормально розподіленими, безперервні змінні представлені в таблицях як медіана [Q1; Q3]. Ми описали можливість використання УКХ-KD, використовуючи описову статистику щодо відповідності та відмови від дослідження. Всі дані були визначені ненормальними за допомогою тесту Шапіро-Вілька на нормальність та візуалізацію частотних гістограм та нормальних графіків Q-Q. Зважаючи на відсутність поздовжніх даних серед учасників дослідження, ми використали непараметричний тест Крускала-Уолліса для дисперсії для всіх моделей ANOVA та застосували тест множинного порівняння Данна без коригування даних зі значеннями на початковому рівні, місяць 1 та місяць 2 Статистичний аналіз проводили з використанням R (v. 3.6.1; R Foundation, Відень, Австрія). Статистичні тести були двосторонніми, і значення було встановлено на рівні P a .

Жодних побічних явищ не повідомлялося, але в цьому дослідженні було задокументовано дві незначні скарги, пов’язані з дієтою. Перший - гостра діарея у одного учасника після прийому масла МСТ. Симптоми діареї полегшували шляхом механічного змішування олії МСТ з жирною кислотою з довгим ланцюгом (емульгування) перед споживанням - процес, передбачений для поліпшення переносимості МСТ (43). Один із учасників повідомив про нудоту та втому протягом наступних тижнів після початку дії УКХ-КД, що пройшло через припинення дієти. Цей учасник припинив дієту до 1 місяця та відмовився від дослідження під час цього навчального візиту. Примітно, що всім учасникам було доручено механічно змішувати олію МСТ у напоях з додатковим довголанцюговим джерелом жиру, переважно вершковим маслом або вершками, перед прийомом всередину. За допомогою цього методу не було повідомлень про загальні симптоми (тобто нудоту, діарею тощо), пов’язані з переносимістю олії МСТ. Комплексні лабораторії (табл. 3) контролювались протягом усього дослідження та не змінювались.

Таблиця 3. Характеристики учасників та дані, отримані з крові серед відповідних учасників (n = 11).

Домен зорової пам'яті оцінки ImPACT покращився в середньому на 12,2 бала від початкового рівня до 2-го місяця втручання (59,0 ± 10,4 проти 71,2 ± 11,1, стор = 0,02). Хоча і не суттєві, середні показники PCSS покращились порівняно з базовим рівнем на 4,6 бала в першому місяці та 9,6 бали в другому місяці. Усі результати оцінки представлені в таблиці 4. Окремі результати з домену візуальної пам'яті ImPACT та PCSS представлені на рисунку 2, стратифіковані пік вимірюваного рівня BHB у сироватці крові, досягнутий під час 2-місячного втручання у дослідження. Базові показники зорової пам’яті та симптомів були дуже різними. Обидва бали мали тенденцію до покращення балів для більшості осіб, крім двох; одна особа, яка не виявила кетоз через сироватку або сечу, мала трохи погіршила бал PCSS наприкінці втручання, а інша особа, яка виявила підвищений рівень BHB в сироватці крові, значно погіршила бали PCSS і трохи погіршила зорову пам’ять.

Таблиця 4. Пізнання, рівновага та оцінка симптомів серед відповідних учасників (n = 11).

Малюнок 2. Індивідуальна зміна показників симптомів та зорової пам'яті серед усіх учасників, що завершили (n = 12). (A) Індивідуальна зміна шкали симптомів після струсу мозку (PCSS) від вихідного рівня до 2 місяців. Зменшення балів свідчить про поліпшення симптомів, про які повідомляли самі. (B) Індивідуальна зміна оцінки зорової пам’яті ImPACT від базового рівня до 2 місяців. Збільшення балів свідчить про поліпшення перевіреної зорової пам’яті. Рівні кетозу в сироватці крові визначали за допомогою пікового вимірюваного рівня BHB у сироватці крові. Різні типи ліній вказують місяць, в якому був досягнутий піковий кетоз, суцільна лінія вказує як місяць 1, так і місяць 2, пунктирна лінія вказує на місяць 1 і пунктиром, що вказує на місяць 2. Один учасник (*) вважався невідповідним КД та не виробляв кетонів сечі, як свідчить запис кетонів сечі, і не мав підвищеного рівня ВНГ у сироватці крові під час будь-яких навчальних відвідувань. Оцінка симптомів цього учасника дещо погіршилась, а оцінка словесної пам'яті дещо покращилась порівняно з кінцем дослідження. Інші два учасники, які не зареєстрували підвищений рівень ВГБ під час відвідування, зафіксували вироблення слідів кетонів за допомогою кетонових записів сечі під час дослідження.

Анкету щодо дієтичних перешкод та смаку заповнили дослідники під час останнього візиту, а результати представлені в таблиці 5. Загалом учасники повідомили, що почувались належним чином навченими та впевненими у дотриманні VHF-KD. Жоден учасник не повідомив про проблеми терпимості під час виконання УКХ-КД. «Дуже не згоден» було зафіксовано лише один раз у трьох різних твердженнях: «Я зміг розрахувати дієту та харчування», «Початковий візит з дієтологом був достатнім для початку» та «Дієта не була занадто дорогою». Четверо з 12 учасників дослідження повідомили про певний рівень незгоди щодо того, що УКХ-КД "не надто дорогий". П'ять учасників повідомили, що VHF-KD покращив їх симптоми, тоді як решта 7 повідомили, що вони не впевнені, чи впливає VHF-KD на симптоми.

Таблиця 5. Дієтичні перешкоди та смакові якості серед учасників дослідження (n = 12).

Обговорення

Це перше дослідження, яке досліджувало, чи можливо проведення УКХ-КД терапії у пацієнтів із ПКС, що передбачає 2-місячну УКХ-КД із помірною добавкою олії МСТ. Отримані нами дані свідчать про те, що VHF-KD є можливим у пацієнтів, які страждають на тривалі симптоми, пов’язані із струсом мозку, і збігаються з покращенням зорової пам’яті та симптомами, пов’язаними з PCS.

Потенційні учасники були попередньо перевірені та звернулися до них під час відвідування їхньої клініки Центру управління струсом мозку. З 39 пацієнтів, які виявили бажання обговорити участь у дослідженні з координатором дослідження, 20 попросили дати згоду на участь у дослідженні. Шість із тих, хто погодився з пацієнтами, не змогли завершити участь у дослідженні та продовжити базовий візит ні через особисте рішення, ні через фактори, що не відповідають вимогам. Загальні бар'єри для прийому на роботу, про які пацієнти повідомляли координатору дослідження, включали, але не обмежуючись цим, нездатність або відсутність бажання взяти участь у дослідженні, пов'язаних із часом та дієтою, страх перед забором крові та активні судові розгляди, пов'язані з травмою струсу мозку.

Дієта виявилася можливою у 11 з 14 учасників (дотримання 79%), про що свідчить прийом призначених макроелементів VHF-KD та одночасне присутність кетонів у сечі та підвищених кетонів у крові. Присутність кетонів у сечі перевищила наші очікування. Вісім з 11 відповідних учасників повідомляли про частоту> 80% днів у кетозі. Під час освітньої частини VHF-KD під час базового візиту учасникам пропонувалося досягти мети від малого до середнього кетозу. Десять учасників досягли цієї мети, а 7 перевищили ціль, повідомивши про досягнення великого кетозу. Примітно, що олія МСТ (1,5 ст. Л./Добу) споживалася переважно вранці, а тестування кетону на каву та сечу проводилося ввечері, ефективно зменшуючи потенціал штучно великого вимірювання кетозу завдяки гострому підвищенню МСТ у циркулюючих кетонах і належним чином відображала кетогенну здатність загальної дієти. Сім з одинадцяти учасників отримали рівень BHB в сироватці крові натощак ≥0,5 мМ як мінімум під час одного з двох навчальних візитів одночасно з втручанням VHF-KD. За 1 відвідування місяця, 3 учасники з рівнем BHB Ключові слова: mTBI, синдром після струсу мозку, кетогенна дієта, кетони, пізнання

Цитата: Ріппі М.А., Чен Дж і Тейлор М.К. (2020) Кетогенна дієта при лікуванні синдрому після струсу мозку - дослідження техніко-економічного обґрунтування. Спереду. Nutr. 7: 160. doi: 10.3389/fnut.2020.00160

Отримано: 13 березня 2020 р .; Прийнято: 07 серпня 2020 р .;
Опубліковано: 10 вересня 2020 р.

Золтан Сарняй, Університет Джеймса Кука, Австралія

Антоніо Паолі, Університет Падуї, Італія
Рішель Михасюк, Університет Монаш, Австралія