Лечение психических расстройств с помощью голодания

1.

Какую роль играет диета и состояние оси "кишечник-мозг" для здоровья? 

Известно значение диеты и оси кишечник-мозг для здоровья мозга и когнитивной функции. Вариации в режимах голодания, общем потреблении калорий и потреблении определенных питательных веществ следует считать значимыми компонентами успеха лечения психоневрологических расстройств. 

Что такое "прерывистое голодание"? 

Прерывистое голодание (IF) - это воздержание или сильное ограничение калорий в течение 12–48 часов, чередующееся с периодами регулярного приема пищи без ограничений. С эволюционной точки зрения, чередование доступности и дефицита пищи было нормальным для большинства людей на протяжении всей истории человечества  и могло быть преодолено путем хранения пищи, например, в виде жира. В результате периодов ограниченного потребления пищи организм человека инициирует метаболический переход с глюкозы на запасенные липиды, что приводит к каскаду метаболических, клеточных и циркадных изменений, которые связаны с многочисленными преимуществами для здоровья животных и людей (Liu, Z.,et.al., 2020). 

Какие диеты считаются наиболее полезными для здоровья человека? 

Несколько диет поддерживают здоровье мозга, при этом большинство доказательств указывают на средиземноморскую диету , которая богата овощами, фруктами, бобовыми, орехами, фасолью, злаками, зерновыми, рыбой и оливковым маслом (Scarmeas, N., et.al., 2018). Диета Dietary Approaches to Stop Hypertension  (DASH)предназначена для снижения сердечно-сосудистого риска, состоит из продуктов с низким содержанием натрия, калия, магния и кальция, что снижает артериальное давление и, следовательно, уменьшает риск инсульта, деменции и нейрокогнитивного дефицита (Smith, P. et.al., 2010). Диета Mediterranean-DASH Intervention for Neurodegenerative Delay (MIND) представляет собой комбинацию средиземноморской диеты и диеты DASH, специально составленной из продуктов, которые связаны с замедлением снижения когнитивных функций (Morris, M.et.al., 2015). Диеты, включающие ограничение калорий, также показали положительное влияние на устойчивость психической сферы и , в частнгости, к снижению когнитивных функций (Yu, Q.,et.al., 2020). также замечено, что периоды голодания без изменений калорийности или питания могут иметь схожие эффекты на когнитивные функции и здоровье мозга. 

2.

Какие неврологические и психические расстройства можно лечить с помощью голодания? 

Прерывистое голодание , воздержание от приема пищи или строгое ограничение калорий в течение 12–48 часов, чередующееся с периодами регулярного приема пищи, показало хорошие результаты в отношении здоровья и психической сферы , в частности. Клинические исследования показывают преимущества прерывистого голодания при эпилепсии, болезни Альцгеймера и рассеянном склерозе на симптомы и прогрессирование заболевания. Результаты исследований показывают механизмы, посредством которых болезнь Паркинсона, ишемический инсульт, расстройство аутистического спектра, расстройства настроения и тревожные расстройства могут получить пользу от прерывистого голодания (Gudden J., et.al., 2021).

Какие выделяют варианты прерывистого голодания? 

Выдляют три варианта прерывистого голодания, а именно, питание с ограничением по времени (TRE или TRF), чередующееся дневное голодание (ADF) и диета 5:2 или периодическое голодание (PF). ADF подразумевает, что люди чередуют регулярное питание в один день и воздержание от еды на следующий день. PF характеризуется циклами воздержания или сильного ограничения пищи в течение 2 дней в неделю, тогда как пищу можно есть без ограничений в течение остальных 5 дней недели.  TRF характеризуется временным окном приема пищи, которое длится всего 8 часов в день (обратите внимание, что исследования по этому вопросу различаются, и что окна приема пищи продолжительностью 6–12 часов в день также рассматриваются как TRF). Существует также различие внутри TRF, а именно eTRF (раннее питание в течение дня) и lTRF (позднее питание в течение дня). Диета, имитирующая голодание (FMD), представляет собой разновидность PF, при которой практикуется 5 последовательных дней низкокалорийного питания один раз в месяц (Brandhorst, S., et.al., 2015). 

3.

Какова эффективность краткосрочного прерывистого голодания на когнитивные функции здорового человека? 

Нет четких доказательств положительного краткосрочного эффекта прерывистого голодания на когнитивные функции у здоровых людей.

Что такое "метаболическое переключение"? 

Периоды прерывистого голодания рекомендуются не только при заболеваниях,ассоиированных с весом и метаболизмом, но и со снижением риска/распространенности неврологических и психических расстройств. Различные варианты прерывистого голодания различаются по продолжительности периода голодания и, следовательно, по их влиянию на метаболическую функцию.  Однако, что их всех объединяет, так это то, что когда такое голодание поддерживается достаточно долго, инициируется процесс, называемый «метаболического переключения» . Этот процесс происходит примерно через 12–36 часов после начала периода голодания и зависит от начального содержания гликогена в печени, состава предшествующего приема пищи и количества энергии, расходуемой человеком во время голодания (Anton, S., et.al., 2018). Работа "метаболического переключателя" подразумевает, что организм переключается с предпочтения извлекать энергию через процесс гликогенолиза (расщепления гликогена до глюкозы) на липолиз (использование накопленного жира в форме липидов из жировой ткани). Затем высвобождаемые липиды метаболизируются в свободные жирные кислоты и сначала трансформируются в промежуточную стадию ацетил-КоА посредством процесса β-окисления, преобразующегося в кетоны β-гидроксибутират и ацетоацетат.  Таким образом, кетоны особенно становятся предпочтительным топливом для мозга во время периодов голодания.

Какую роль играют кетоны в тканях нервной системы? 

В дополнение к роли кетонов как источника энергии, они также регулируют факторы транскрипции (например, CREB или PGC1α) в нейронах. Свободные жирные кислоты транспортируются из печени в мозг, где они метаболизируются обратно в ацетил-КоА и HMG-КоА, что приводит к повышению регуляции нейротрофических факторов мозга (BDNF) (Mattson, M. et.al., 2018). Повышенные уровни BDNF во время прерывистого голодания также обнаружены у людей , и предполагается, что повышенный циркулирующий BDNF также приводит к увеличению BDNF и в тканях мозга. 

К чему приводит снижение уровня глюкозы во время прерывистого голодания? 

 В моделях животных пониженный уровень глюкозы во время прерывистого голодания  приводит к снижению соотношения аденозинтрифосфата/аденозинмонофосфата в нейронах, что после нескольких часов голодания активирует киназы AMPK и CaKMII. Активация их нижестоящих факторов транскрипции (CREB и PGC1α) позволяет этим киназам ингибировать анаболические процессы, тем самым ингибируя рост клеток и биосинтез белка.  Это, в свою очередь, запускает восстановление путем стимуляции аутофагии, процесса, при котором нейроны удаляют дисфункциональные или поврежденные компоненты (Mizushima, N., 2007). Нейроны способны регулировать синтез белков в ответ на колебания доступности питания, а именно через путь mTOR.  В состоянии, когда человек не голодает, активация пути mTOR приводит к синтезу белков и липидов. 

Как меняется чувствительность к инсулину в процессе прерывистого голодания? 

Периодическое голодание также может оказывать косвенное благотворное влияние на мозг за счет улучшения чувствительности к инсулину. Чувствительность к инсулину, процесс поглощения глюкозы клетками, снижается у пациентов с диабетом, но также естественным образом снижается с возрастом

Как путь mTOR связан с процессом аутофагии? 

Активность пути mTOR снижается во время периодов голодания, и это приводит к глобальному ингибированию синтеза белков и переработке дисфункциональных белков путем аутофагии (Alirezaei, M.,et.al., 2017). Аутофагия также отвечает за способность организма справляться с окислительным стрессом (накоплением вредных свободных радикалов), который ухудшается с возрастом и в ходе развития нейродегенеративных заболеваний. Ингибирование пути mTOR приводит к улучшению антиоксидантной защиты (молекул, которые предотвращают окисление свободных радикалов), восстановлению дезоксирибонуклеиновой кислоты и стимуляции BDNF. Более того, прерывистое голодание уменьшает воспаление, чрезмерную реакцию организма на травму или инфекцию, за счет снижения моноцитов в крови, лейкоцитов, которые вызывают воспаление. 

Выводы

Доказаны преимущества прерывистого голодания при эпилепсии, болезней Альцгеймера и Паркинсона, и рассеянном склерозе, ишемическом инсульте, расстройствах аутистического, тревожного и аффективного спектров

Литературные обзоры показывают, что нет четких доказательств положительного краткосрочного эффекта прерывистого голодания на когнитивные функции у здоровых людей.

Нет четких доказательств положительного краткосрочного эффекта прерывистого голодания на когнитивные функции у здоровых людей.

Литература

Alirezaei, M., Kemball, C. C., Flynn, C. T., Wood, M. R., Whitton, J. L., & Kiosses, W. B. (2010). Short-term fasting induces profound neuronal autophagy. Autophagy, 6(6), 702-710.

Anton, S. D., Moehl, K., Donahoo, W. T., Marosi, K., Lee, S. A., Mainous III, A. G., ... & Mattson, M. P. (2018). Flipping the metabolic switch: understanding and applying the health benefits of fasting. Obesity, 26(2), 254-268.

Brandhorst, S., Choi, I. Y., Wei, M., Cheng, C. W., Sedrakyan, S., Navarrete, G., ... & Longo, V. D. (2015). A periodic diet that mimics fasting promotes multi-system regeneration, enhanced cognitive performance, and healthspan. Cell metabolism, 22(1), 86-99.

Gudden J., et.al. The Effects of Intermittent Fasting on Brain and Cognitive Function. Nutrients. 2021 Sep; 13(9): 3166.

Liu, Z., Dai, X., Zhang, H., Shi, R., Hui, Y., Jin, X., ... & Liu, X. (2020). Gut microbiota mediates intermittent-fasting alleviation of diabetes-induced cognitive impairment. Nature communications, 11(1), 1-14.

Mattson, M. P., Moehl, K., Ghena, N., Schmaedick, M., & Cheng, A. (2018). Intermittent metabolic switching, neuroplasticity and brain health. Nature Reviews Neuroscience, 19(2), 81-94.

Mizushima, N. (2007). Autophagy: process and function. Genes & development, 21(22), 2861-2873.

Morris, M. C., Tangney, C. C., Wang, Y., Sacks, F. M., Barnes, L. L., Bennett, D. A., & Aggarwal, N. T. (2015). MIND diet slows cognitive decline with aging. Alzheimer's & dementia, 11(9), 1015-1022.

Scarmeas, N., Anastasiou, C. A., & Yannakoulia, M. (2018). Nutrition and prevention of cognitive impairment. The Lancet Neurology, 17(11), 1006-1015.

Smith, P. J., Blumenthal, J. A., Babyak, M. A., Craighead, L., Welsh-Bohmer, K. A., Browndyke, J. N., ... & Sherwood, A. (2010). Effects of the dietary approaches to stop hypertension diet, exercise, and caloric restriction on neurocognition in overweight adults with high blood pressure. Hypertension, 55(6), 1331-1338.

Yu, Q., Zou, L., Kong, Z., & Yang, L. (2020). Cognitive impact of calorie restriction: a narrative review. Journal of the American Medical Directors Association, 21(10), 1394-1401.