Vasten veroorzaakt neuroprotectieve veranderingen die de progressie van dementie kunnen vertragen

Uit een nieuw onderzoek blijkt hoe tijdgebonden eetpatronen een kettingreactie van gebeurtenissen in de darmen en hersenen teweegbrengen die kunnen helpen bij het voorkomen van Alzheimer, Parkinson en andere neurodegeneratieve ziekten.

Intermittent Fasting en de hersen-darm-as

Uit een review gepubliceerd in het tijdschrift Nutrients, waarin bestaande preklinische en beperkte klinische gegevens werden onderzocht, blijkt dat intermittent fasting (IF) kan helpen de toxische belasting van eiwitten te verminderen, de synaptische functie te behouden en de gliale en immuunhomeostase te herstellen in meerdere modellen van verschillende neurodegeneratieve aandoeningen.

Studies hebben IG in verband gebracht met verhoogde concentraties bacteriën waarvan bekend is dat ze gunstige metabolieten produceren en immuunreacties reguleren. Van deze metabolieten spelen korteketenvetzuren (SCFA's), belangrijke signaalmoleculen in de darm-hersenas (GBA), een bijzondere rol. Er zijn aanwijzingen dat IG een rol speelt bij het verhogen van het aantal SCFA-producerende bacteriën, zoals Eubacterium rectale, Roseburia spp. en Anaerostipes spp. Preklinische studies hebben dit in verband gebracht met een verhoogde synapsdichtheid in de hippocampus en een verminderde tau-fosforylering in diermodellen voor de ziekte van Alzheimer.

IG activeert microbiële genexpressie en bevordert met name de groei van butyraatproducerende taxa. Het beïnvloedt ook het galzuurmetabolisme en reguleert tryptofaanroutes, waardoor de productie van neuromodulerende metabolieten zoals serotonine en kynurenine wordt verbeterd. IG wordt geassocieerd met een afname van het aantal circulerende monocyten, die een cruciale rol spelen in de ontstekingsreactie van het lichaam.

Chronische laaggradige ontsteking en inflammatoire veroudering van de darm worden steeds meer erkend als belangrijke oorzaken van neurodegeneratie. Een verhoogde darmpermeabiliteit (de zogenaamde "leaky gut") zorgt ervoor dat microbiële endotoxinen de systemische bloedsomloop kunnen binnendringen, wat immuunreacties en de productie van pro-inflammatoire cytokines in gang zet. IH kan het aantal SCFA-producerende microben verhogen, wat de integriteit van het epitheel verbetert en de blootstelling aan endotoxinen vermindert.

Recent onderzoek suggereert dat IG de neurotransmitterroutes in de darm beïnvloedt, met name die betrokken bij het metabolisme van tryptofaan en serotonine. Onder IG-omstandigheden neemt de microbiële omzetting van tryptofaan naar indoolderivaten toe, wat neuroprotectieve effecten kan bewerkstelligen via arylkoolwaterstofreceptor (AhR)-signalering. Dit bevordert ook een evenwicht tussen de darm- en immuunfunctie.

Neuro-inflammatie is gevoelig voor circadiane ritmes: hypothalamische ontsteking kan worden versterkt door verstoorde voedingspatronen. IG vermindert de lipocaline-2-expressie in de hypothalamus, herstelt de homeostase van de hypothalamus en verbetert de klaringsroutes in astrocyten. IG-effecten op circadiane ritmes kunnen ook de redoxhomeostase van de hersenen beïnvloeden en de mitochondriale dynamiek veranderen.

Metabole herprogrammering, neuroprotectie en intermitterend vasten

IG kan de mitochondriale efficiëntie en antioxiderende capaciteit verbeteren door de metabole activiteit te verschuiven van glucose naar lipide- en ketonsubstraten zoals β-hydroxybutyraat (BHB). BHB oefent neuroprotectieve effecten uit door zijn antioxiderende eigenschappen, modulatie van de mitochondriale functie en de hersen-darm-as. BHB behoudt het potentieel van het mitochondriale membraan in preklinische modellen en verbetert de cognitieve functie bij de ziekte van Alzheimer en epilepsie. Het bevordert ook de darmgezondheid door de integriteit van de darmbarrière te versterken. De combinatie van BHB met GBA en IG biedt een robuust kader voor het verminderen van oxidatieve stress en het verbeteren van de mitochondriale bio-energetica.

IG activeert autofagie door SIRT1 te stimuleren en mTOR te onderdrukken. SCFA's beïnvloeden ook de epigenetische regulatie van autofagiegenen. Verhoogde expressie van brain-derived neurotrophic factor (BDNF), verminderde amyloïde plaques en tau-hyperfosforylering in modellen van de ziekte van Alzheimer, evenals vergelijkbare effecten in modellen van de ziekte van Parkinson, ondersteunen het potentieel van IG.

Bestaande studies naar neuro-immuuninteracties hebben aangetoond dat IG de interacties tussen gliacellen en neuronale cellen moduleert en de integriteit van de bloed-hersenbarrière handhaaft. IG beïnvloedt de neuro-immuunhomeostase via geïntegreerde signalen van de darm-hersenas die de gliale activiteit, cytokinenetwerken en immuun-metabole veerkracht reguleren. Deze aanpassingen zijn essentieel voor cognitieve functies en neuroprotectie op de lange termijn.

Toepassing in de klinische praktijk en vooruitzichten

Het gebruik van IG in de klinische praktijk vereist een zorgvuldige beoordeling van werkingsmechanismen, veiligheid, personalisatie en ethische overwegingen. Dit kan een uitdaging zijn bij kwetsbare groepen zoals ouderen vanwege het risico op hypoglykemie, uitdroging en tekorten aan micronutriënten. Therapietrouw kan ook een uitdaging zijn, vooral wanneer cognitieve achteruitgang de routinematige toediening van IG verstoort, waardoor zelftoediening ervan potentieel gevaarlijk kan zijn. Platforms voor monitoring door mantelzorgers, timers in apps en andere digitale oplossingen kunnen helpen deze uitdagingen het hoofd te bieden.

Er is een verschuiving gaande naar precisie (gepersonaliseerd) vasten, gebaseerd op groeiend bewijs dat genetische, epigenetische, metabolomische en microbioomfactoren de individuele reacties op vasten beïnvloeden. De integratie van circadiane biomarkers zoals melatonineritme, slaapfase en cortisolamplitude opent een veelbelovende weg naar een gepersonaliseerde chrono-nutritiebenadering. Dit kan met name nuttig zijn voor mensen met neurodegeneratieve aandoeningen, die vaak een verstoord circadiane ritme hebben.

De pleiotrope effecten van IG maken het een ideale basis voor multimodale therapeutische strategieën. Dit is met name belangrijk bij neurodegeneratie, waar monotherapeutische benaderingen zelden klinische voordelen op de lange termijn opleveren. De combinatie van aerobe training of krachttraining met IG heeft in sommige preklinische en pilot klinische studies extra neurocognitieve voordelen opgeleverd.

IH ontwikkelt zich tot een potentieel schaalbare neurotherapeutische strategie. Naarmate klinische toepassingen vorderen, zal het belangrijk zijn om IH te integreren in een alomvattend raamwerk voor gepersonaliseerde geneeskunde met behulp van digitale gezondheidstechnologieën, multi-omics-biomarkers en complementaire therapieën. Er moet echter worden opgemerkt dat de meeste ondersteunende gegevens momenteel afkomstig zijn van preklinische dierstudies en dat grootschalige studies bij mensen nog beperkt zijn.

Toekomstige onderzoeken zouden gerandomiseerde, gecontroleerde onderzoeken moeten omvatten met gestratificeerde ontwerpen, waarbij longitudinale biomarkers worden geïntegreerd en rekening wordt gehouden met therapietrouw in de praktijk.