生酮研究| 生酮饮食在脊髓损伤治疗中具有抗炎和抗氧化特性

时间: 2020-10-22
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背 景


脊髓损伤(SCI)通常包括原发性损伤和继发性损伤。原发性伤害即脊髓组织遭受到机械损伤,继发性伤害为受损部位周围神经遭遇二次损伤,导致神经功能退化,而引起功能失调。其中,氧化应激是构成继发性伤害的主要原因之一。



脊髓中含有丰富的不饱和脂肪酸,在发生急性脊髓损伤后,可观察到组织内超氧化物歧化酶(SOD)含量降低和丙二醛(MAD;脂质的过氧化物)含量升高的现象,因此可以判断急性SCI后脊髓组织发生剧烈的过氧化反应。在脊髓损伤病理发展过程中,如何减少氧化应激反应以降低其对神经的继发性伤害,已经受到越来越多的学者关注[1]


脊髓受伤会造成永久性的神经功能损伤,但目前除了康复训练,尚未有明确有效的治疗方法来修复神经功能。


随着现代生物化学和营养学知识的发展,饮食疗法在临床治疗中的作用开始显现。利用营养来辅助甚至是替代药物治疗的可能性已经在诸多领域得到了广泛证实。其中,生酮饮食(KD)对于神经修复的作用尤为引人关注。国内外大量临床实验证实,生酮饮食对于多种神经系统疾病,如癫痫、阿兹海默症、自闭症、帕金森综合症等,具有保护作用。同时,Schimazu[2]等发现,β-羟丁酸可作为内源性组蛋白去乙酰化酶,生理上具有抗氧化的能力。而生酮饮食正是通过利用脂肪氧化代谢产生酮体(β-羟丁酸、乙酰乙酸和丙酮)来为身体供。生酮饮食提高了血液中β-羟丁酸的水平,从理论上讲,具有改善脊髓损伤后炎症和氧化应激的作用,故而可以应用到急性脊髓损伤后的治疗上。

 



KD抗氧化应激的潜在机制


生酮饮食(KD)是一种脂肪高比例、碳水化合物低比例,蛋白质与其他营养素合适的配方饮食饮食;其表现出了抗氧化应激、抗炎症作用等几种潜在的机制。






通常认为,KD通过降低碳水化合物,可以减少炎症介质(TNF-alfa、IL-6等)的产生,同时,高比例脂肪可以减少过氧化物ROS的水平,因此可以减少对神经的损害。[3]


钟务招等[2]提出了KD抗炎的另一可能机制:KD干预下可激活Nrf2基因,促使其转录表达出氧化蛋白HO-1,从而发挥其抗炎症、抗氧化及抗调亡等神经保护作用,因此促进了脊髓损伤伤后神经元修复。他们的结果显示,经KD干预后大鼠Nrf2蛋白活性明显高于未经干预组别。

 

王晓萌等[1]对生酮饮食干预后的大鼠进行脊髓损伤后的氧化应激研究。研究中大鼠被分为生酮干预组(KD)和标准饮食组(SD)。KD组予以大鼠奇酮奶(由深圳市捷利康生物有限公司生产,生酮比为4:1)喂养两周。之后对大鼠进行C5脊髓挫伤,采集其脊髓组织样本进行SOD和MAD水平分析。结果显示,KD组在受损24h后SOD水明显高于SD组,MAD则呈现出相反趋势,KD组MAD水平始终显著低于SD组。其对比可说明,高酮体水平可在脊髓损伤后有效降低氧化应激反应。



作者在其另一实验中认为,生酮代谢会抑制组蛋白去乙酰化酶(HADC)的活性,促进大鼠的脊髓组蛋白乙酰化。在急性脊髓损伤后进行生酮饮食干预,组织内组蛋白乙酰化和基因表达会发生改变:生酮代谢促进了Foxo3a和Mt2基因的表达(这两种基因均为氧化抑制基因),且生酮饮食干预的抗氧化能力取决于β-羟丁酸的浓度。

 



临床应用



郭超凡等[3]认为,虽然已有部分实验证据认为KD对于治疗急性SCI有帮助,但考虑到脊髓损伤人群容易出现严重并发症,(如:高热、深静脉血栓、痉挛、疼痛、骨质疏松等),及营养支持不到位影响伤后康复的情况,因此他们团队致力于探究了临床评估KD对于脊髓损伤人群的可行性和安全性的这一课题。作者在该实验中对10例脊髓损伤参与者进行平均12.9天KD干预。



结果显示,KD干预前后,血常规、电解质、及肝肾功能均无显著差异,表明脊髓损伤治疗期间进行短期的KD干预是安全的。


总结



目前,生酮对于神经损伤具有保护功效已经明确。多项研究表明,高酮体水平可以降低急性脊髓损伤后的氧化应激反应,促进神经修复。期待有更多的临床实验和数据研究急性脊髓损伤长期护理和康复过程中生酮饮食的作用和治疗效果,造福更多人!



参考文献

[1] 王晓萌. 酮体代谢抑制脊髄组织组蛋白去乙酰化酶和急性损伤后的氧化应激[D]. 2015.

[2]  钟务招. 生酮饮食与Nrf2在创伤性脑损伤中的关系[D]. 南方医科大学, 2012. 

[3]生酮饮食治疗急性脊髓损伤的安全性和可行性初步观察[D]. 南方医科大学, 2014.



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