Efectele unei diete ketogenice asupra funcției senzorimotorii la măduva spinării a șoarecelui toracolombar

Abstract

Declarație de semnificație

Există o nevoie urgentă de terapie pentru a îmbunătăți rezultatele pentru pacienții cu neurotraumatism. Aici testăm efectele unei terapii dietetice neinvazive. Dietele cetogenice, cu conținut ridicat de grăsimi și cu conținut scăzut de carbohidrați, s-au dovedit a fi eficiente în tratarea epilepsiei și a bolii Parkinson și prezintă promisiuni pentru tratarea altor neurotraumatisme și afecțiuni neurodegenerative. Aici arătăm că, deși am reușit să producem concentrații mari de cetonă la șoareci, efectele asupra recuperării funcției și durerii în urma unei hemisecții toracice a măduvei spinării sau a unei leziuni nervoase menajere au fost minime. Prin urmare, dietele ketogene, deși eficiente în anumite cazuri, ar trebui evaluate în funcție de tipul de leziune.

diete

Introducere

Leziunile nervoase ale SNC și ale sistemului nervos periferic cuprind un grup eterogen de afecțiuni care provoacă dizabilități semnificative și, de asemenea, au caracteristici comune. Există mai multe cauze subiacente care contribuie la leziuni ale nervilor periferici și leziuni ale măduvei spinării (SCI), cum ar fi neurotrauma, demielinizarea și tulburările autoimune (Ahuja și Fehlings, 2016). Pe lângă tulburările de mișcare, pacienții cu leziuni neuronale au incidențe mari de durere persistentă. Datele epidemiologice sugerează că 53% dintre pacienții cu SCI suferă de durere (Burke și colab., 2017), prevalența globală a durerii neuropatice (adică durerea ca urmare a leziunilor nervoase) estimată la 7% (van Hecke și colab., 2014 ). Mai important, durerea persistentă inhibă pacienții să adere la terapiile de reabilitare (Turk și Rudy, 1991); astfel, durerea și pierderea funcțiilor motorii formează o buclă de feedback negativ care perpetuează în continuare dizabilitățile (Thompson și colab., 2016).

Pentru pacienții cu leziuni nervoase, îmbunătățirea funcțiilor motorii și reducerea durerii cronice sunt importante pentru calitatea vieții (Adams și Hicks, 2005; Jensen și colab., 2007). Cu toate acestea, există puține terapii pentru a viza atât durerea, cât și funcțiile motorii simultan, în parte din cauza diversității etiologiilor și a progresului bolii. Majoritatea terapiilor care vizează neurodegenerarea și durerea sunt simptomatice și nu fac prea mult pentru a opri pierderea funcțională (Scholz și colab., 2009). Terapiile de durere existente, inclusiv gabapentina și opioidele, au toate efecte secundare (Teasell și colab., 2010), dezvoltarea toleranței și dependenței împiedicând succesul tratamentului. În general, pacienții se bazează pe terapii combinatorii, necesitând mai multe tipuri de medicamente și gestionare, rezultând astfel rate de optimizare a respectării prescripțiilor lor. Identificarea unei terapii mai cuprinzătoare care vizează tulburările de durere și mișcare este urgent necesară pentru îmbunătățirea îngrijirii leziunilor nervoase (Simpson și colab., 2012; Teasell și colab., 2010).

O caracteristică cheie a leziunii nervoase este neuroplasticitatea, care se manifestă în general ca modificări ale excitabilității neuronale și poate ajuta la recuperarea spontană, permițând încolțirea fibrelor neuronale care întăresc căile reflexe și propriospinale (Bareyre și colab., 2004; Finnerup și Baastrup, 2012). Cu toate acestea, mecanismele care stau la baza neuroplasticității pot avea un impact negativ asupra durerii și spasticității (Brown și Weaver, 2012) atunci când apare sinaptogeneza dezadaptativă. Modificările nivelurilor neuromodulatorilor, incluzând serotonina, dopamina și noradrenalina, sunt facilități cruciale ale neuroplasticității (Azmitia, 1999; Nitsche și colab., 2006; Marzo și colab., 2009). Important, fiecare dintre acești neuromodulatori se angajează în diverse funcții fiziologice, inclusiv cognitivă, reglarea dispoziției, mișcarea și somatosensarea; potențialul terapeutic în direcționarea acestor sisteme neuromodulatoare este împiedicat de rolurile lor fiziologice diverse.

Studiul actual explorează potențialul terapeutic al KD în reglarea disfuncțiilor motorii și ale durerii în leziunile nervoase. La șoarecii C57BL/6, două dintre cele mai frecvente modele de leziuni nervoase, inclusiv o hemisecție toracică (SCI) și leziunea nervoasă economisită (SNI), au fost efectuate pentru a imita leziunea SNC și, respectiv, a sistemului nervos periferic. O serie de teste comportamentale senzoriale și motorii au fost efectuate înainte și după leziuni pentru a testa efectele inițiale și postjudiciare ale KD. Nivelurile de neuromodulatori au fost comparate între șoareci hrăniți cu chow standard și KD.