Potentielle therapeutische Rolle von Ketonen bei der Alzheimer-Krankheit

Eine kürzlich durchgeführte 12-wöchige Studie, in der eine normale kohlenhydrathaltige Ernährung mit der ketogenen Ernährung bei Alzheimer-Patienten verglichen wurde, ergab, dass diejenigen, die eine ketogene Ernährung durchmachten, ihre Lebensqualität und Aktivitäten des täglichen Lebens verbesserten und gleichzeitig die kognitiven Funktionen steigerten.

Alzheimer-Krankheit ist die häufigste neurodegenerative Erkrankung, die das Gedächtnis erheblich beeinträchtigt und das Verhalten negativ beeinflusst¹. Die Bildung von Beta-Amyloid-Plaques im Gehirn ist der klassische Phänotyp der Krankheit und wird als Ursache der Krankheit angesehen. Die Behandlung der Plaquebildung scheint die Krankheit jedoch nicht zu heilen, daher wird angenommen, dass dies einfach ein Symptom der Krankheit sein kann¹. Neuere Forschungen untersuchen den Zusammenhang zwischen glykolytischer und ketolytischer Genexpression (der Metabolismus von Glukose und Ketonen kann Energie für Gehirnzellen liefern) in der Obduktion Kopf von Menschen mit Alzheimer-Krankheit.

Die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit (AD) korreliert stark mit der Verringerung des Glukoseverbrauchs im Gehirn¹. Eine ketogene Diät und die Supplementierung von Ketonen bieten Linderung bei AD, wahrscheinlich aufgrund der Bereitstellung einer alternativen Energiequelle für Glukose.

In Oligodendrozyten (Produzenten von Myelinscheiden, die Neuronenaxone isolieren), sowohl glykolytisch als auch ketolytisch Gen Der Ausdruck war deutlich vermindert¹. Darüber hinaus zeigten Neuronen auch eine moderate Herunterregulation der ketolytischen Genexpression, aber Astrozyten (mit zahlreichen Funktionen, wie zum Beispiel strukturelle Unterstützung) und Mikroglia (eine Art von Immunzellen) zeigten keine signifikante Dysfunktion der ketolytischen Genexpression¹.

Ein spezifisches Gen, das für das Enzym Phosphofructokinase kodiert, wurde signifikant herunterreguliert¹. Dieses Enzym begrenzt die Geschwindigkeit der Glykolyse¹ und daher die Freisetzung von Energie aus Glukose, daher könnte die Verwendung von Fruktose-1,6-bisphosphat, dem Molekül, das durch die Wirkung dieses Enzyms entsteht, helfen, die Beeinträchtigung der Glykolyse bei AD zu behandeln, da es die Aufrechterhaltung des Glukosestoffwechsels im Gehirn unterstützt während experimenteller Sepsis². Fructose-1,6-bisphosphat hat bekanntermaßen neuroprotektive Wirkungen³.

Der therapeutische Einsatz von Ketone Durch eine ketogene Ernährung und eine Ketonergänzung kann die „Energielücke“ in den Gehirnzellen von AD-Patienten, bei denen Glukose allein den Energiebedarf nicht decken kann, unterstützt werden. Eine 12-wöchige Studie, in der eine normale kohlenhydrathaltige Ernährung mit der ketogenen Ernährung bei AD-Patienten verglichen wurde, ergab, dass diejenigen, die sich einer ketogenen Ernährung unterzogen, ihre Lebensqualität und Aktivitäten des täglichen Lebens verbesserten, während sie auch die kognitiven Funktionsmessungen verbesserten⁴. Dies war wahrscheinlich auf den signifikanten Anstieg des Ketons Beta-Hydroxybutyrat im Serum zurückzuführen, der von 0.2 mmol/l auf 0.95 mmol/l anstieg und dadurch dem Gehirn mehr Energie lieferte⁴, und möglicherweise aufgrund der Verstärkung von Beta-Amyloid-Plaque-clearing-Proteinen aus Ketonkörpern⁵. In der zweiten Hälfte dieses Behandlungszeitraums kam es zu einer gewissen Umkehr der Ergebnisverbesserungen der ketogenen Diät, was vermutlich auf die Einführung von COVID-Beschränkungen während der Studie zurückzuführen ist⁴. Im Vergleich zur Kontrolldiät hatte die ketogene Diät am Ende der Studie jedoch immer noch massiv bessere Ergebnisse und hatte von Anfang bis Ende der Studie immer noch einen insgesamt geringfügigen positiven Effekt.⁴, was auf eine mögliche Verwendung für AD hindeutet.

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References:

1. Saito, ER, Miller, JB, Harari, O, et al. Die Alzheimer-Krankheit verändert die oligodendrozytäre glykolytische und ketolytische Genexpression. Alzheimer Demenz. 2021; 113. https://doi.org/10.1002/alz.12310  
2. Catarina A., Luft C., et al. 2018. Fructose-1,6-bisphosphat bewahrt die Integrität des Glukosestoffwechsels und reduziert reaktive Sauerstoffspezies im Gehirn während experimenteller Sepsis. Gehirnforschung. Band 1698, 1. November 2018, Seiten 54-61. DOI: https://doi.org/10.1016/j.brainres.2018.06.024 
3. Seok SM, Kim JM, Park TY, Baik EJ, Lee SH. Fructose-1,6-bisphosphat verbessert die Lipopolysaccharid-induzierte Dysfunktion der Blut-Hirn-Schranke. Arch Pharm Res. 2013 Sep;36(9): 1149-59. mach: https://doi.org/10.1007/s12272-013-0129-z  Epub 2013 20. April. PMID: 23604722. 
4. Phillips, MCL, Deprez, LM, Mortimer, GMN et al. Randomisierte Crossover-Studie einer modifizierten ketogenen Ernährung bei Alzheimer. Alz Res Therapie 13, 51 (2021). https://doi.org/10.1186/s13195-021-00783-x 
5. Versele R., Corsi M., et al  2020. Ketonkörper fördern Amyloid-β_1-40 Clearance in einem menschlichen In-vitro-Blut-Hirn-Schranken-Modell. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21(3), 934; DOI: https://doi.org/10.3390/ijms21030934  

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