Ar putea dieta mediteraneană să protejeze creierul prin intestin?

De la metaboliți microbieni la inflamație și bariera hematoencefalică, cercetătorii urmăresc modul în care alimentația mediteraneană ar putea influența neurodegenerarea, expunând în același timp o lacună crucială în dovezi.

Revizuire: Efectul neuroprotector mediat de microbiom intestinal al dietei mediteraneene: o revizuire narativă a îmbătrânirii cognitive, a bolii Alzheimer și a bolii Parkinson. Credit imagine: LipeBorges_Foto / Shutterstock

O recenzie narativă recentă publicată în jurnal Nutrienți a descoperit că dovezile umane directe arată că dieta mediteraneană (MDModificările microbiomului induse de ) mediază efectele sale neuroprotectoare potențiale rămân limitate.

Fundal

Boli neurodegenerative precum boala Alzheimer (AD) și boala Parkinson (PD) cuprind un segment de boală în creștere care impune o povară substanțială asupra pacientului, precum și asupra resurselor societale, economice și de sănătate publică.

Fără terapii curative la vedere, este nevoie de strategii pentru a păstra sănătatea creierului și pentru a preveni sau a întârzia debutul și progresia bolii.

MD este printre cele mai promițătoare modificări ale stilului de viață pentru reducerea riscului de declin cognitiv. Se caracterizează prin aportul ridicat de fructe, legume, cereale integrale, leguminoase, nuci și semințe, cu ulei de măsline extravirgin (EVOO), pește, păsări de curte și produse lactate fermentate cu moderație.

Aceasta oferă niveluri ridicate de compuși bioactivi, inclusiv acizi grași omega-3, vitamine și minerale, care atenuează stresul oxidativ, reglează inflamația, îmbunătățesc funcția vasculară și reduc neuroinflamația și leziunile neuronale.

Aderarea la MD este legată de declinul cognitiv mai lent și de un risc redus de demență, în special AD. Cu toate acestea, rolul microbiomului intestinal în aceste efecte rămâne neclar.

Microbiomul intestinal cuprinde trilioane de microbi intestinali importanți pentru homeostazia intestinală, imunitară și neurologică. Ei comunică cu sistemul nervos central prin axa intestin-creier, semnalând prin metaboliți microbieni, mediatori imuni, hormoni și impulsuri nervoase vagale.

Disbioza, sau perturbarea microbiomului intestinal, implică modificarea compoziției microbiene, diversitatea redusă și funcția microbiană afectată, care poate compromite bariera epitelială intestinală. Poate duce la creșterea permeabilității intestinale, permițând translocarea microbilor și a componentelor microbiene proinflamatorii, cum ar fi lipopolizaharidele (LPS), în circulația sistemică, promovând astfel inflamația cronică de grad scăzut.

Inflamația sistemică poate crește ulterior permeabilitatea barierei hematoencefalice, stresul oxidativ și activarea microglială în sistemul nervos central, procese implicate în neurodegenerarea.

Având în vedere dovezile directe limitate că modificările microbiomului induse de MD mediază neuroprotecția asociată, revizuirea narativă actuală a căutat să evalueze rolul acestora.

Componentele MD și metaboliții microbieni

MD poate promova diversitatea microbiană și rezistența metabolică în microbiomul intestinal. Oferă diverse substraturi metabolice pentru microbii colonici, inclusiv fibre și alți carbohidrați nedigerabili din cereale integrale, leguminoase, fructe și legume, nuci și semințe.

Fermentarea lor poate genera acizi grași cu lanț scurt (SCFA-uri), cum ar fi butiratul, care promovează funcția epitelială și producția de mucus și susțin integritatea barierei intestinale. Prin limitarea translocației și prin efectele lor imunomodulatoare, SCFA pot reduce inflamația locală și sistemică, stresul oxidativ și disfuncția metabolică.

Cu toate acestea, SCFA-urile nu sunt universal benefice; efectele lor depind de metabolitul specific și de mediul gazdă.

Alți metaboliți microbieni asociați cu MD includ acizii biliari secundari, care au proprietăți metabolice și imunoreglatoare, și indoli, care reglează imunitatea mucoasei și semnalizarea inflamatorie și susțin integritatea epitelială.

EVOO furnizează acizi grași mononesaturați (MUFA-uri), predominant acid oleic și substanțe fenolice care pot avea efecte prebiotice, promovând potențial creșterea bacteriilor producătoare de SCFA în microbiom. Acest lucru poate crește producția de SCFA și poate influența funcția epitelială intestinală și inflamația.

Peștele gras furnizează acizi grași polinesaturați omega-3 cu lanț lung (PUFA) acid eicosapentaenoic (EPA) și acid docosahexaenoic (DHA), în timp ce unele nuci, în special nucile, furnizează acidul alfa-linolenic omega-3 derivat din plante. Acizii grași Omega-3 pot reduce stresul oxidativ și semnalizarea inflamatorie, pot regla răspunsurile imune și pot modifica microbiomul și profilul metaboliților, deși aceste efecte variază în funcție de dietă, compoziția microbiomului, doză și starea metabolică.

Produsele lactate fermentate precum iaurtul și chefirul produc microbi vii și compuși de fermentație care influențează microbiomul și căile metabolice și semnalizarea imunității intestinale. Cu toate acestea, beneficiile probiotice sunt specifice produsului și tulpinii.

Mecanisme de neuroprotecție legată de microbiom

Componentele MD și metaboliții microbieni construiesc capacitatea antioxidantă, exercită activitate antiinflamatoare și susțin integritatea barierei intestinale.

Metaboliții microbieni, în special SCFA, pot sprijini, de asemenea, celulele T reglatoare (Treg) funcție. Tregs ajută la menținerea toleranței imune față de antigenele dietetice și comensali. Aceste efecte pot ajuta la limitarea inflamației excesive și susținute, reducând citokinele inflamatorii circulante. Aceasta, la rândul său, poate atenua semnalizarea neuroinflamatoare.

N-oxid de trimetilamină (TMAO) este produs prin metabolismul microbian și al gazdei al colinei, betainei și carnitinei din dietă. Nivelurile ridicate au fost asociate în unele studii cu disfuncția metabolică și vasculară și cu inflamația și stresul oxidativ, toate acestea fiind implicate în neurodegenerare.

Autorii avertizează, totuși, că compoziția dietei poate influența producția de TMAO și poate afecta sănătatea creierului, în timp ce TMAO nu are efecte dăunătoare în mod uniform.

Luate împreună, aceste descoperiri sugerează că metaboliții microbieni asociați cu MD pot influența fiziologia imuno-inflamatoare a gazdei, prezentând un mecanism plauzibil de neuroprotecție.

Funcția de barieră intestinală

Funcția de barieră epitelială intestinală este cheia homeostaziei intestinale și a toleranței imune. Atât componentele MD, cât și metabolismul microbian asociat promovează sănătatea colonocitelor, funcția epitelială și producția de mucus, protejând integritatea barierei intestinale. În paralel, activitatea lor antiinflamatoare și antioxidantă poate susține integritatea barierei hematoencefalice prin atenuarea inflamației sistemice.

La rândul său, acest lucru poate limita activarea microglială cronică, poate reduce neuroinflamația și poate păstra rezistența neuronală și funcția sinaptică. Autorii descriu reglarea microglială ca un potențial punct de convergență pentru multiple mecanisme neuroprotectoare mediate de remodelarea microbiomului asociată cu MD.

Funcția mitocondrială

Stresul oxidativ susținut este o contribuție majoră la neurodegenerarea, deoarece neuronii sunt deosebit de sensibili la deteriorarea din cauza speciilor reactive de oxigen (ROS). Mitocondriile sunt cheia furnizării ATP pentru nevoile de energie ale neuronilor, dar sunt și surse și ținte majore ale ROS, legând strâns disfuncția mitocondrială de stresul oxidativ.

Disfuncția mitocondrială și stresul oxidativ contribuie la patogeneza atât a AD, cât și a PD. Componentele MD, cum ar fi polifenolii, grăsimile nesaturate și alți compuși bioactivi, împreună cu SCFA produși de microbii asociați cu MD, pot crește împreună capacitatea antioxidantă, reduce inflamația sistemică și limita leziunile mitocondriale, reducând potențial riscul de leziuni neuronale.

Posibile mecanisme MD comune pentru prevenirea AD și PD

Căi multiple interconectate influențează riscul atât de AD, cât și de PD. Amiloid-β (Ap) peptidele se agregează pentru a forma oligomeri, fibrile și plăci caracteristice AD. Acest proces este afectat de factori precum APOEα-sinucleină și β2-microglobulină (β2M).

Agregarea α-sinucleinei este cheia patogenezei PD, deoarece induce disfuncția mitocondrială și inflamația. O astfel de agregare a fost documentată în țesutul nervos intestinal și biopsiile colonului de la persoane cu PD prodromală, susținând ipoteza că modificările bolii legate de PD pot începe în intestin și se pot răspândi prin nervul vag la creier.

În timp ce creșterea B2M este legată de creșterea agregării Ap în AD, este asociată cu inhibarea agregării a-sinucleinei în PD.

Multe dintre aceste procese pot fi influențate de componentele dietetice asociate cu MD și metaboliții microbieni, cum ar fi producția crescută de SCFA și semnalizarea inflamatorie redusă. Pacienții cu AD au o abundență medie mai mică de taxoni producători de SCFA și abundențe mai mari de bacterii proinflamatorii. Aceste modificări sunt asociate cu creșterea plăcii de amiloid și patologiei tau, precum și cu declinul cognitiv.

Autorii sugerează că aceste asocieri ar putea indica un efect potențial în amonte al MD asupra proceselor neurodegenerative.

Prezența variantei genei APOE ε4 este un factor de risc genetic stabilit pentru AD cu debut tardiv și a fost, de asemenea, asociată cu susceptibilitatea PD, vârsta la debut, declinul cognitiv și demența bolii Parkinson. Această alelă este asociată cu activarea inflamatorie și imună centrală și periferică. Modificările microbiomului asociate cu MD sunt asociate cu reglarea potențial benefică a semnalizării inflamatorii sistemice și intestinale. Interacțiunea dintre MD și transportul APOE ε4 ar putea sta la baza variației interindividuale a rezultatelor între grupurile aderente la MD și justifică investigații suplimentare.

Relevanța pentru rezultatele de sănătate

Studiile pe oameni au asociat o mai mare aderență la MD cu modificări favorabile ale microbiomului, un risc mai scăzut de evenimente cardiometabolice majore și rezultate neurologice mai bune. Cu toate acestea, există puține dovezi directe că remodelarea microbiomului indusă de MD mediază reduceri pe termen lung ale riscului de AD și PD.

Dovezile mecaniciste sunt, de asemenea, mai puțin dezvoltate pentru PD decât pentru AD, majoritatea studiilor umane examinând riscul de boală sau caracteristicile prodromale, mai degrabă decât să arate modul în care modificările microbiomului induse de MD influențează patologia PD.

Diferențele în designul și metodologia studiului pot influența puternic tipurile de expunere alimentară și modificările microbiomului observate. Această eterogenitate face dificilă evaluarea rolului modificării microbiomului în neuroprotecția asociată cu MD.

Cauzalitatea inversă este o altă preocupare pe care studiile prospective trebuie să o abordeze. Aderarea la MD este adesea parte dintr-un stil de viață mai larg care promovează sănătatea. Factorii socioeconomici pot, de asemenea, să confunde reducerile observate asociate cu MD ale riscului de neurodegenerare.

Împreună, aceste limitări explică lipsa unei căi cauzale stabilite între dietă, microbiom și creier în MD.

Concluzii

Această revizuire a sintetizat dovezi fragmentate care leagă aderența MD de funcția microbiomului, reglarea imună, funcția de barieră intestinală și modificările legate de neurodegenerare în creier. Dovezile susțin legături plauzibile din punct de vedere biologic între aceste procese, dar constatările nu stabilesc direcționalitatea acestor asocieri și nu demonstrează că remodelarea microbiomului asociată cu MD mediază beneficiile neurologice ale dietei.

Pentru a clarifica aceste relații ar fi necesare studii randomizate controlate pe termen lung sau studii de intervenție longitudinale bine concepute. Utilizarea inteligenței artificiale (AI) în tehnologiile de sănătate portabile poate facilita capturarea tiparelor alimentare cu o sarcină mai mică a participanților, integrând în același timp alți markeri fiziologici cu markeri legati de dietă și microbiom. Această abordare poate avansa nutriția de precizie în acest domeniu.