Eine ketogene diät schützt vor der Alzheimer-krankheit, indem sie das gehirn gesund und jugendlich erhält (Teil 1)

Bäume in Kopfform mit fliegenden Blättern

Geschichte auf einen Blick

  • Jüngste Tierforschungsarbeiten zeigen, dass eine ketogene Ernährung die neurovaskuläre Funktion verbessert, was zum Teil auf eine Verbesserung des Darmmikrobioms zurückzuführen ist
  • Im Vergleich zu Tieren, denen regelmäßig zu essen gegeben wurde, wurde festgestellt, dass Nagetiere, die 16 Wochen lang einer ketogenen Diät folgten, einen signifikanten Anstieg des zerebralen Blutflusses und eine verbesserte Beseitigung von Amyloid-beta und eine verringerte mTOR-Aktivierung aufwiesen
  • Nagetiere, die einer ketogenen Diät folgten, hatten auch eine größere Fülle an nützlichen Darmbakterien und reduzierte Mengen an proinflammatorischen Mikroben, erhöhte Ketonspiegel, einen geringeren Blutzuckerspiegel und ein geringes Körpergewicht. All das verbessert die neurologische Funktion und senkt das Risiko für Alzheimer
  • Die Insulinresistenz ist stark mit der Alzheimer-Krankheit verbunden, der schwersten Form der Demenz. Alzheimer wird manchmal als Typ-3-Diabetes bezeichnet
  • Eine ketogene Diät ist reich an gesunden Fetten und besteht aus wenig Nettokohlenhydraten, wodurch dem Körper ermöglicht wird, Fett anstatt Zucker als primären Brennstoff zu verbrennen, was hilft, die mitochondriale Funktion und die biologische Regeneration zu optimieren
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Die Alzheimer-Krankheit – die schwerste Form der Demenz – erweist sich als hartnäckig resistent gegen herkömmliche Heilmittel.

Mehr als 190 Studien über Humanarzneimittel endeten mit einem Misserfolg, und trotz einer aufkeimenden Epidemie verbessern die besten Medikamente auf dem Markt nur die Symptome, während sie für weitere Gesundheitsrisiken sorgen.

Derzeit ist die beste konventionelle Medizin, auf die man wirklich hoffen kann, eine verbesserte Diagnose, weshalb Prävention so entscheidend ist.

Immer mehr Forschungen legen nahe, dass tatsächlich die Ernährung ein grundlegender Treiber dieser Krankheit und eine wirksame Präventionsstrategie ist.

Der vielleicht wichtigste Ernährungsfaktor, der das Risiko für Alzheimer beeinflusst, ist die Menge an Nettokohlenhydraten (Kohlenhydrate insgesamt minus Ballaststoffe), die man regelmäßig zu sich nimmt.

Eine zuckerreiche Diät löst eine Insulinresistenz aus – derzeit wird angenommen, dass dies bis zu 8 von 10 US-Amerikanern betrifft – und es besteht eine sehr starke Verbindung zwischen Insulinresistenz und Alzheimer.

So fand beispielsweise eine Längsschnittstudie, die im Januar 2018 in der Zeitschrift Diabetologia veröffentlicht wurde und die fast 5.190 Probanden über ein Jahrzehnt begleitete, dass je höher der Blutzucker eines Individuums ist, desto schneller steigt die Rate seiner kognitiven Abnahme an.

Selbst eine leichte Erhöhung des Blutzuckers und eine leichte Insulinresistenz gehen mit einem erhöhten Demenzrisiko einher.

Diabetes und Herzkrankheiten sind ebenfalls bekannt dafür, das Risiko zu erhöhen, und beide sind in einer Insulinresistenz verwurzelt.

Eine der auffälligsten Studien über Kohlenhydrate und Gehirngesundheit ergab, dass High-Carb-Diäten das Demenzrisiko um 89 Prozent erhöhen, während fettreiche Diäten es um 44 Prozent senken. Laut den Autoren:

„Ein Ernährungsmuster mit relativ hoher Kalorienzufuhr aus Kohlenhydraten und geringer Kalorienzufuhr von Fett und Proteinen kann das Risiko einer leichten kognitiven Beeinträchtigung oder Demenz bei älteren Menschen erhöhen.“

Ernährungsketose schützt und unterstützt gesunde gehirnfunktion

Eine ketogene Diät ist reich an gesunden Fetten und enthält wenig Kohlenhydrate, und einer der Hauptvorteile dieser Art von Ernährung ist, dass sie Ihrem Körper erlaubt, Fett als primären Brennstoff anstatt Zucker zu verbrennen.

Wenn Ihr Körper Fett als Primärbrennstoff verbrennt, entstehen Ketone, die sich nicht nur sehr effizient verbrennen lassen und ein überlegener Brennstoff für Ihr Gehirn sind, sondern auch weniger reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und weniger Schäden an freien Radikalen erzeugen. Aber das ist noch nicht alles.

Eine Art von Keton namens Beta-Hydroxybutyrat ist auch ein wichtiger epigenetischer Player, der erhebliche Auswirkungen auf die DNA-Expression hat und die Entgiftungswege und die körpereigene Antioxidantienproduktion erhöht.

Beta-Hydroxybutyrat stimuliert auch spezifische Rezeptoren auf Zellen, die g-Proteine genannt werden.

Wenn diese Rezeptoren mit diesem Beta-Hydroxybutyrat während einer leichten Ketose markiert werden, hilft das, die Aktivierung von Wegen zu reduzieren, die zu Entzündungen führen, und Entzündungen sind ein Treiber für die meisten chronischen Krankheiten, sei es Alzheimer, Herzerkrankungen, Diabetes oder Krebs.

Es geht also nicht nur darum, seine Zellen mit Energie aus Fett zu versorgen.

Eine ketogene Diät hilft auch, den Stoffwechsel zu verändern und ebnet so den Weg für die Gesundheit.

Die Vorteile einer Ernährungsketose für die Gesundheit des Gehirns wurden erneut in zwei aktuellen Veröffentlichungen demonstriert – einer Tierstudie und einer wissenschaftlichen Beurteilung.

In der ersten Arbeit fanden Forscher heraus, dass diese Art von Diät die neurovaskuläre Funktion verbessert, dies zum Teil durch die Verbesserung des Darmmikrobioms.

In der zweiten Arbeit kamen die Autoren zum Ergebnis, dass eine ketogene Ernährung als wahrer „Jungbrunnen“ für alternde Nagetiere fungierte.

Dies erfolgte durch eine signifikante Verbesserung der neurovaskulären und metabolischen Funktionen bei den Tieren im Vergleich zu jenen, die eine uneingeschränkte Ernährung erhielten.

Wie eine ketogene diät vor der Alzheimer-krankheit schützt

Wie in der ersten in Scientific Reports veröffentlichten Studie bemerkt wurde, spielt „die neurovaskuläre Integrität einschließlich dem zerebralen Blutfluss und der Blut-Hirn-Schrankenfunktion eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der kognitiven Fähigkeit.“

Genauer gesagt ist eine schlechte neurovaskuläre Funktion stark mit dem Verlust von Sprache, Gedächtnis und Aufmerksamkeit verbunden, während eine reduzierte zerebrale Durchblutung das Risiko für Depressionen, Angst und Demenz erhöht.

Eine gestörte Blut-Hirn-Schrankenfunktion wurde auch mit Entzündungen im Gehirn, Dysfunktion von Synapsen, beeinträchtigter Beseitigung von Amyloid-Beta-Ablagerungen, psychiatrischen Störungen und Demenz in Verbindung gebracht.

„Interventionen, die das Darmmikrobiom und die neurovaskuläre Integrität erhalten, können daher entscheidend sein, um neurologische Störungen zu verhindern“, bemerkten Ai-Ling Lin und ihre Kollegen am Sanders-Brown Center on Aging an der University of Kentucky.

Jüngste Studien haben gezeigt, dass das Darmmikrobiom eine wichtige Rolle bei der neurovaskulären Integrität spielen kann, so dass sie hier versucht haben zu bestimmen, ob eine ketogene Diät einen positiven Einfluss auf das Darmmikrobiom haben könnte, wodurch bei Mäusen die neurovaskuläre Funktion verbessert und das Risiko einer Neurodegeneration reduziert werden sollte.

Frühere Studien haben auch ergeben, dass von einer ketogenen Diät wahrscheinlich durch die Veränderung des Darmmikrobioms diejenigen profitieren können, die unter traumatischen Hirnverletzungen, ischämischen Schlaganfällen und Autismus leiden.

„Insgesamt gesehen kann [eine ketogene Diät] möglicherweise durch die Wiederherstellung der neurovaskulären Funktion und durch die Aufrechterhaltung eines gesunden Darmmikrobioms gegen verschiedene neurologische Störungen schützen.“, merken die Autoren an.

Die vorliegende Studie unterstützt diese Hypothese weiter. Im Vergleich zu Tieren, denen regelmäßig zu fressen gegeben wurde, wurden bei Nagetieren, die über 16 Wochen lang eine ketogene Diät erhielten, die folgenden Ergebnisse festgestellt:

Signifikante Erhöhung des zerebralen Blutflusses

Signifikante Zunahme der P-Glykoprotein-Transporte auf der Blut-Hirn-Schranke, was die Beseitigung von Amyloid-beta verbessert, einem Hauptbestandteil der Ablagerungen, die sich im Gehirn von Menschen mit Alzheimer ansammeln

Reduziertes mechanistisches Ziel von Rapamycin (mTOR), das mit der Förderung der allgemeinen Gesundheit, einem geringeren Krebsrisiko und Verlängerung der Lebensspanne verbunden ist

Erhöhte endotheliale Stickstoffoxidsynthase (eNOs) Proteinexpression

Erhöhte relative Fülle der nützlichen Darmmikrobiota Akkermansia muciniphila (2,5-fache Erhöhung) und Lactobacillus (3,2-fache Erhöhung), die beide kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) produzieren, die wiederum Ballaststoffe fermentieren und Kolonzellen nähren, wodurch das Risiko für Darmentzündungen gesenkt wird.

Laut den Autoren kann der Mangel an SCFAs auch die Durchlässigkeit der Blut-Gehirn-Schranke erhöhen

Reduzierte Fülle der proinflammatorischen Mikroben Desulfovibrio und Turicibacter. Desulfovibrio fehlte bei behandelten Mäusen völlig, und diese Mikroben sind auch dafür bekannt, dass sie die Darmbarriere beeinträchtigen

Erhöhte Blutketonspiegel, und jüngste Forschungsarbeiten18 zeigen, dass die zerebrale Stoffwechselrate von Ketonen etwa ein Drittel (33 Prozent) des Energiebedarfs des Gehirns nach vier Tagen auf einer ketogenen Diät entspricht

Reduzierte Blutzuckerspiegel, möglicherweise aufgrund eines Anstiegs von Akkermansia muciniphila. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass A. muciniphila zunimmt, wenn Typ-2-Diabetikern Metformin verabreicht wird, Medikamente, die die Glukoseauslastung durch Aktivierung des MP-aktivierten Proteinkinase (AMPK)-Weges erhöhen.

A. muciniphila wird auch mit erhöhter Insulinempfindlichkeit und Gewichtsverlust in Verbindung gebracht

Geringeres Körpergewicht, möglicherweise aufgrund von höheren Werten an Lactobacillus, die in mehreren Studien mit Gewichtsverlust und verbessertem Fettabbau in Verbindung gebracht wurden. Wie von den Autoren festgestellt: 19

„Die Aufrechterhaltung des richtigen Körpergewichts und des Blutzuckerspiegels ist entscheidend für die Verringerung des Risikos für die Alzheimer-Krankheit, die als Typ-3-Diabetes mit erhöhter Glukose-Intoleranz im Gehirn bekannt ist...

Jüngste Fortschritte zeigen, dass übermäßiges weißes Fett die Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen aus Adipozyten erhöht, was folglich zu Neuroentzündungen, Amyloid-Beta-Retention, Hirnzelltod und Demenz führen könnte...

Darüber hinaus verbessert die ketogene Ernährung die Zwischenprodukte des Hippocampus-Glykolyse- und Tricarbonsäurezyklus und die Aminosäure in einem 3xTgAD-Mausmodell, was darauf hindeutet, dass die ketogene Ernährung auch die Insulinempfindlichkeit im Gehirn verbessern kann.

Es weist alles darauf hin, dass ein durch eine ketogene Ernährung induzierter Körpergewichtsverlust Veränderungen in der Stoffwechsel- und Immunfunktion hervorrufen kann, die möglicherweise zu neuroprotektiven Effekten führen.“

Laut den Autoren: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine im Frühstadium begonnene ketogene Diät-Intervention die Gehirngefäßfunktion verbessern, die vorteilhafte Darmmikrobiota erhöhen, das Stoffwechselprofil verbessern und das Risiko für die Alzheimer-Krankheit verringern kann.“

Neuroimaging wirft licht auf die frage, wie sich die ketogene ernährung auf das gehirn auswirkt

In einer Folgearbeit, die in der Zeitschrift Frontiers in Aging Neuroscience veröffentlicht wurde, diskutiert das Team von Lin die neuroprotektive Wirkung der mTOR-Hemmung bei Alzheimer-Krankheit und Alterung, indem sie sich aktuellen Studien mit Neuroimaging-Techniken ansieht, um die Auswirkungen von drei Interventionen auf das lebende Gehirn zu bewerten — Rapamycin (ein mTOR Inhibitor), die ketogene Ernährung und eine einfache Kalorieneinschränkung.

Es hat sich gezeigt, dass sowohl die Verabreichung von Rapamycin als auch eine Kalorieneinschränkung mTOR – ein durch Rapamycin gebundenes Protein – hemmen und dadurch die Gesundheit und Lebensdauer einer Reihe verschiedener Arten erhöhen können.

Ebenfalls hat sich gezeigt, dass die Hemmung von mTOR vor alters- und krankheitsbedingter Neurodegeneration schützt, indem sie die mitochondriale Funktion verbessert und bewahrt und die Retention von Amyloid-beta im Gehirn hemmt.

„Insbesondere reduziert Rapamycin Amyloid-beta-Ablagerungen und neurofibrilläre Tau-Tangles und verbessert die kognitiven Funktionen bei Mäusen, die die menschliche Alzheimer-Krankheit nachahmen" , so die Autoren.

Um die Auswirkungen der mTOR-Hemmung in vivo zu beurteilen, wurden in Studien verschiedene Magnetresonanzbildgebungsverfahren verwendet, darunter Angiographie, Spektroskopie, konfokale mikroskopische Bildgebung und Positronen-Emissionstomographie (PET). Zusammenfassend kommen die Autoren zu dem Schluss, dass:

„... [R]apamycin ist eine Prävention und möglicherweise eine Behandlung für die Wirkungen des [Alzheimer-Krankheit] Phänotyps, der in APOE4 und HApp (J20) transgenen Mausmodellen von [Alzheimer-Krankheit] beobachtet wird; [Kalorieneinschränkung] und [ketogene Diät] können bei jungen gesunden Mäusen die Gefäßfunktionen des Gehirns und den Stoffwechsel verbessern; und [eine Kalorieneinschränkung] kann metabolische und vaskuläre Funktionen des Gehirns im Alter erhalten.

Wir fassen diese Ergebnisse in Abbildung 1 zusammen [siehe unten].

Da die quantitativen PET- und MRT-Neuroimaging-Verfahren, die in diesen Studien in Tiermodellen eingesetzt werden, auf Humanstudien umgelegt werden können, werden sie in zukünftigen Studien sehr nützlich sein, um die Auswirkungen dieser MTOR-bezogenen Interventionen zur Verhinderung von Verschlechterungen der Hirnfunktion im Zusammenhang mit dem Altern und Neurodegeneration in klinischen Studien zu untersuchen.“

mtor

Lin und ihre Kollegen planen jetzt eine klinische Studie, um weiter zu untersuchen, wie das menschliche Darmmikrobiom die neurovaskuläre Dysfunktion beeinflusst, die ein bekannter Risikofaktor für Alzheimer bei ansonsten gesunden Erwachsenen ist.

+ Quellen und Referenzen