Диеты для людей с боковым амиотрофическим склерозом
Питание при боковом амиотрофическом склерозе является одним из методов для улучшения прогноза и качества жизни болеющего и входит в клинические рекомендации помощи людям с БАС в других странах. В 2017 году китайский ученые опубликовали научную работу, в которой, на основании исследования, представили результаты сравнения различных диет и предположили, какие их них могут быть наиболее эффективны для людей с БАС. Ниже публикуем ее перевод.
Боковой амиотрофический склероз (БАС) характеризуется прогрессирующей дегенерацией верхних и нижних двигательных нейронов. Типичными клиническими признаками БАС являются паралич конечностей, мышечная атрофия, затруднения с глотанием (дисфагия), нарушение артикуляции (дизартрия), одышка и дыхательная недостаточность. Приблизительно 90 % случаев БАС относятся к спорадическим, остальные 10 % — к семейным.
Исследование показало, что на выживаемость пациентов с БАС влияют несколько факторов, такие как клинический фенотип и дебют заболевания, пол, раннее развитие дыхательной недостаточности и использование рилузола. Ученые обнаружили, что при БАС существует потенциальная линейная зависимость между лактатом в сыворотке крови человека (лактат — важный показатель кислотно-основного состояния организма. Прим. ред.) и ухудшением способности к движениям. Более медленное выведение лактата из организма может быть связано с более быстрым прогрессированием заболевания.
Помимо этого в нескольких исследованиях сообщалось, что нутриционный статус может быть тесно связан с выживаемостью пациентов с БАС, и существует взаимосвязь между индексом массы тела (ИМТ) пациентов и смертностью. Основной причиной недостаточного питания (ИМТ ≤18,5 кг/м²) пациентов с БАС является дисбаланс между приемом и усвоением пищи, а некоторые симптомы, такие как затруднения глотания (дисфагия), могут привести к недостаточному поступлению энергии. И самое главное, как показали исследования, пациенты с БАС находятся в состоянии гиперметаболизма.
Гиперметаболизм при БАС
Трудно объяснить связь между гиперметаболизмом и БАС, но он обнаружен у трансгенных мышей с мутацией супероксиддисмутазы (SOD1), так же, как и у пациентов с БАС. Повышенный расход энергии в состоянии покоя (REE) является одной из причин общего повышенного потребления энергии при БАС. Одно исследование показало, что у мышей с SOD1G86R и SOD1G93A расход энергии в состоянии покоя выше, чем у контрольной группы мышей.
В ходе другого ученые обнаружили, что энергозатраты в состоянии покоя увеличиваются значительно: в среднем на 14 % у 168 пациентов с БАС по сравнению со средним расчетным значением, и у 62,3 % пациентов с БАС можно констатировать наличие гиперметаболизма. Еще одно исследование подтвердило наличие гиперметаболизма у 48 % пациентов с БАС, но не зафиксировало существенного различия выживаемости между группами с гиперметаболизмом и нормальным метаболизмом.
В рамках другого исследования ученые выявили, что расход энергии в состоянии покоя (REE) в процентах от прогнозируемого не различался между группами и находился в пределах нормального диапазона, то есть ± 10 % от расчетного показателя. Однако полученные и прогнозируемые показатели энергозатрат в состоянии покоя были значительно ниже у пациентов с БАС, а при сопоставлении энергозатрат в состоянии покоя (REE) и мышечной массы тела (MMT), их соотношение у пациентов с БАС было значительно выше, чем у здоровых людей.
Кетогенная диета при БАС
Кетоновые тела представляют собой три небольшие водорастворимые молекулы ацетоацетата, 3-гидроксибутирата и ацетона. Они вырабатываются из ацетил-КоА ферментативным синтезом в митохондриях гепатоцитов (клетках печени) и могут проходить через гематоэнцефалический барьер и стенки внутримышечных капилляров. Когда организм подвергается длительным периодам голодания или дефицита глюкозы, кетоновые тела служат основным энергетическим ресурсом мозга.
Кетогенная диета основана на высоком содержании жиров и низком содержании углеводов, имитируя состояние голода. Первоначально кетодиета оказалась эффективной терапией при фармакорезистентной эпилепсии, а также при некоторых нейродегенеративных заболеваниях и митохондопатиях, при которых происходит нарушении функции митохондрий. Как упоминалось выше, БАС может возникать на фоне дисбаланса энергии, который зафиксирован у трансгенных мышей SOD1 и у пациентов с БАС. Кетогенная диета также может быть потенциальной терапией при БАС. Некоторые исследования показали, что при БАС снижается активность митохондриального комплекса I, а кетоновые тела могут восстанавливать его функцию.
АМФ-активируемая протеинкиназа (AMPK) — это своего рода датчик внутриклеточного давления, который поддерживает энергетическую саморегуляцию организма. AMPK активируется во время энергетического стресса различными киназами (ферменты, которые участвуют в синтезе важных для организма соединений). В результате активации AMPK повышается потребление глюкозы и окисление жирных кислот, в то время как синтез холестерина, липидов и белков подавляется.
Исследователи обнаружили, что повышение уровня активности AMPK вызывало снижение уровня белков теплового шока молекулярной массой 70 кДА (Hsp70) у мышей с мутацией SOD1G93A. Hsp70 — это молекулярные шапероны, которые помогают вновь синтезированному белку принимать правильную конформацию и играют важную роль в вызванной стрессом денатурации белка.
У мышей с SOD1G93A при ограничении калорий была более высокая активность AMPK, более низкая экспрессия Hsp70 и более короткое время выживания по сравнению с контрольной группой мышей с SOD1G93A. Животные с SOD1G93A, рацион которых состоял из продуктов с высоким содержанием жиров, имели пониженную активность AMPK, повышенную экспрессию Hsp70 и более длительное время выживания по сравнению с другими мышами с той же мутацией. Из этого можно сделать вывод, что диета с высоким содержанием жиров, подавляющая активность AMPK, может повлиять на продолжительность жизни людей с БАС.
Диеты различной калорийности при БАС
Предыдущие исследования показали, что ограничение калорий было полезно для возрастных заболеваний и продления жизни здоровых насекомых, грызунов и приматов. Некоторые исследователи впоследствии сосредоточились на низкокалорийной диете и ее влиянии на пациентов с БАС. Вопреки гипотезе, возраст дебюта заболевания у мышей на низкокалорийной диете существенно не отличался от дебюта у мышей контрольной групп. Продолжительность течения заболевания у таких мышей была значительно меньше, чем у мышей контрольной группы.
Другое исследование показало, что у мышей на низкокалорийной диете как и дебют заболевания, так и смерть наступали раньше, хотя существенных различий между двумя группами не было. Кроме того, ученые выявили, что такая диета усиливает процесс митохондриального биогенеза, окислительную деградацию липидов и воспалительные процессы. Это приводило к усиленному апоптозу и в конечном итоге — к более быстрому клиническому началу болезни и сокращению продолжительности жизни у трансгенных мышей с SOD1.
В исследовании китайских ученых отрицательный эффект низкокалорийной диеты при БАС снова был подтвержден: срок развития выраженных клинических проявлений болезни сократился на 10 дней, как и продолжительность жизни по сравнению с аналогичными показателями у мышей контрольной группы. Ученые делают вывод, что низкокалорийная диета не является подходящей терапией для пациентов с БАС.
В отличие от низкокалорийной, кетогенные диеты и диеты с высоким содержанием жиров, по-видимому, полезны для пациентов с БАС. Результаты трех исследований, проведенных с SOD1-трансгенными мышами, показали, что грызуны на кетогенных диетах дольше сохраняли двигательную функцию и имели значительно более длительную продолжительность жизни, чем мыши с обычным рационом питания.
Другие исследования продемонстрировали, что мыши на кетогенной диете и соблюдении протокола Деанны (Deanna Protocol) имели значительно более длительное время выживания, чем контрольная группа животных. В исследованиях диеты с высоким содержанием жиров и ее влияния на БАС было показано, что клиническое начало болезни существенно замедлялось, а время выживания было значительно длиннее по сравнению с таковым у мышей, получавших стандартную диету. Еще одна группа ученых отметила улучшение нутриционного статуса как фактор, объясняющий наибольшую продолжительность жизни у мышей, получавших более высокое содержание жиров и имевших большую массу тела.
Протокол Деанны (Deanna Protocol) — диета, базирующаяся на включении в рацион аргинина альфа-кетоглутарат (10 %), гамма-аминомасляной кислоты (1,0 %), убихинола (0,1 %), среднецепочечных триглицеридов (10 %).
В клинической практике некоторые ученые исследовали различия в воздействии диет с высоким содержанием углеводов и с высоким содержанием жиров на пациентов с БАС. После 12 недель диетического питания индекс массы тела пациентов увеличился в обеих группах, в то время как никаких существенных изменений в средних уровнях липидов в сыворотке не наблюдалось. Ученые не анализировали продолжительность жизни в группах, поскольку в исследование не были включены контрольные группы.
В другом рандомизированном, двойном слепом, плацебо-контролируемом исследовании пациенты с БАС были разделены, соответственно, на три группы: группа на изокалорийной диете, группа на гиперкалорийной диете с высоким содержанием углеводов и группа на гиперкалорийной диете с высоким содержанием жиров. Диета поддерживалась в течение 4 месяцев, а последующее наблюдение продолжалось в течение 5 месяцев. Расчетная медиана выживаемости в группе на диете с высоким содержанием углеводов оказалась более длительной по сравнению с таковой в других группах, но статистически значимой разницы не было. Однако продолжительность жизни в группе на диете с высоким содержанием жиров была неожиданно короче. Исследователи сделали вывод, что результаты недостаточно надежны, потому что участники не поддерживали диету исследования после окончания наблюдения.
Прием антиоксидантов при БАС
В дополнение к этим исследованиям, группа американских и итальянских ученых составили сокращенную версию опросника по частоте приема пищи для 302 пациентов с БАС, чтобы оценить их ежедневное потребление пищи. Было проанализировано влияние различных продуктов на шкалу функциональной оценки БАС (ALSFRS-R) и форсированную жизненную емкость легких. Пища, которая снижает риск БАС или богатая антиоксидантами, классифицировалась как «хорошая», тогда как пища, которая вызывает окислительный стресс или увеличивает риск БАС, — как «плохая». Исследование показало, что пациенты с более высокими показателями по шкале (ALSFRS-R) потребляли больше овощей и продуктов с высоким содержанием антиоксидантов и каротиноидов.
Выводы
При исследовании трансгенных мышей с мутацией SOD1 гиперкалорийная диета с высоким содержанием жиров или кетогенная диета обычно оказывали защитное действие. Однако в опытах на мышах механизм зарождения и развития болезни был в основном связан с окислительным стрессом. Влияние потребления энергии и диеты на другие механизмы БАС нуждаются в дополнительном изучении. С другой стороны, исследования представили определенные доказательства эффективности гиперкалорийных диет для пациентов с БАС. Необходимы более обширные выборочные плацебо-контролируемые двойные слепые исследования, чтобы представить убедительные доказательства.
Благодарим Светлану Колосову за помощь в переводе.