Choroba Alzheimera a dieta

Rozwój cywilizacji jest największym dobrem, jakie nas spotkało, ale jednocześnie naszym największym przekleństwem. Coraz częściej Światowa Organizacja Zdrowia kwalifikuje kolejne jednostki chorobowe jako niezakaźne epidemie lub epidemie XXI w. Na to miano zasłużyły także choroby otępienne, takie jak choroba Alzheimera czy Parkinsona lub otępienie starcze. Największym wyzwaniem dla całego świata stała się obecnie choroba Alzheimera. Jest ona wieloczynnikowa, z nieustalonym w dalszym ciągu mechanizmem patofizjologicznym i brakiem leczenia celowanego. Obecnie szacuje się, że na całym świecie na chorobę otępienną cierpi 47 mln ludzi, a do 2050 r. liczba ta przekroczy 130 mln. Przy czym warto zauważyć, że główną postacią otępienia jest choroba Alzheimera, stanowiąca 60–80% przypadków. Według danych Institute for Health Metrics and Evaluation, w 2019 r. w Polsce na chorobę Alzheimera lub choroby pokrewne chorowało 585 tys. osób, a wartość refundacji leczenia choroby Alzheimera i chorób pokrewnych wyniosła 320 mln zł. Zatem choroba Alzheimera to nie tylko problem społeczny, ale także ekonomiczny [1]. 

Choroba Alzheimera jest postępującą, nieodwracalną chorobą neurozwyrodnieniową prowadzącą do śmierci części neuronów oraz całkowitej utraty pamięci i kontroli. W zasadzie nie ma jednej definicji choroby, tak jak nie ma jednego czynnika odpowiedzialnego za jej powstanie i rozwój. Postuluje się udział co najmniej kilku czynników, w tym obecność płytek beta-amyloidowych, fosforyzowanego białka tau, tzw. splątków neurofibrylarnych, stresu oksydacyjnego oraz stanu zapalnego ośrodkowego układu nerwowego [2]. Ważną rolę odgrywają także czynniki genetyczne; rodzinne występowanie choroby stwierdza się w 10–20% przypadków. Czynnikami genetycznymi odpowiedzialnymi za powstawanie choroby Alzheimera są mutacje genów białka prekursora amyloidu (beta-APP), preseniliny 1 (PSEN-1), preseniliny 2 (PSEN-2), natomiast jedynym udokumentowanym genetycznym czynnikiem ryzyka wystąpienia choroby jest polimorfizm genu apolipoproteiny E (ApoE) [3]. 

Wynikiem zmian wspomnianych wyżej są objawy kliniczne, które jednak należy traktować bardzo indywidualnie. Do pierwszych symptomatycznych oznak choroby Alzheimera należy zaliczyć trudności w przypominaniu sobie zdarzeń niedawnych. W miarę postępu choroby mogą się pojawić także: splątanie, zaburzenia mowy, utrata pamięci długotrwałej, wahania nastroju, drażliwość czy nawet agresja [4]. 

Diagnostyka choroby opiera się na testach oceniających zachowanie i zdolności kognitywne. W następnej kolejności wykonuje się badanie obrazowe oraz badanie markerów występujących w płynie mózgowo-rdzeniowym i w surowicy krwi. Trzy najlepiej potwierdzone biomarkery neuroobrazowe dla choroby Alzheimera to: 1) atrofia przyśrodkowego płata skroniowego w badaniu MRI oraz 2) hipometabolizm tylnego odcinka zakrętu obręczy i skroniowo-ciemieniowego w badaniu 18FDG-PET jako wskaźniki neurodegeneracji, 3) odkładanie się korowego beta-amyloidu w obrazowaniu PET [5]. 

W płynie mózgowo–rdzeniowym oznacza się amyloid β1-42, amyloid β1-40, fosforylowane tau 181 i całkowite tau [6–8]. W dalszym ciągu jednak poszukuje się nowych biomarkerów odzwierciedlających uszkodzenie aksonów i dysfunkcję synaptyczną, które wydają się istotne w świetle patologii synaptycznej, obserwowanej we wczesnym okresie choroby, oraz jej związku z wynikami funkcjonalnymi i pogorszeniem funkcji poznawczych [9]. Natomiast pomiary stężenia beta-amyloidu jako markera choroby Alzheimera we krwi obwodowej są w dalszym ciągu w fazie prac rozwojowych zmierzających do ustalenia i wyboru najbardziej precyzyjnej i czułej metody oznaczeń [10–16].

Czy dieta może mieć wpływ na przebieg choroby Alzheimera? Wydawać by się mogło, że nie, bo w sumie czym odżywiają się neurony? Glukozą. Dieta więc powinna zawierać odpowiednią dawkę glukozy. Otóż nic bardziej mylnego. Jak się okazuje, dieta ma ogromny wpływ zarówno na powstawanie, jak i przebieg choroby. 

W chorobie Alzheimera zaburzona w stopniu znacznym jest integralność błony komórkowej neuronów, która stanowi warunek niezbędny utrzymania plastyczności synaptycznej, przeciwdziałającej obumieraniu komórek [17]. Tworzenie i utrzymanie błon komórek nerwowych jest procesem dynamicznym, który w dużej mierze zależy od diety. Na przykład fosfatydylocholina jest ważnym fosfolipidem w błonach komórek nerwowych, a jej synteza w mózgu wymaga choliny, urydyny i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA), takich jak kwas dokozaheksaenowy (DHA), które pochodzą głównie z diety [18]. Cholina jest także potrzebna do syntezy neuroprzekaźników. Skład diety jest zatem krytyczny dla utrzymania struktury i funkcji neuronów. Nienasycone kwasy tłuszczowe omega-3, zwłaszcza DHA, bezpośrednio łagodzą wytrącanie się beta-amyloidu w mózgu lub czynią to pośrednio poprzez zwiększenie hydrolizy alfa-sekretazy [19].

Coraz więcej dowodów wskazuje na istnienie dwukierunkowej komunikacji pomiędzy mikrobiotą jelitową a OUN, która stanowi tzw. oś jelito-mózg i jest ściśle powiązana z układem neuroendokrynno-immunologicznym, wpływając na nastrój i zachowanie [20]. Skład bakterii jelitowych wpływa znacząco na każde zaburzenie neurologiczne. Czynniki zewnętrzne, w tym dieta, styl życia czy też czynniki prozapalne, wraz z komponentami wewnętrznymi, takimi jak polimorfizm genetyczny, odporność, metabolity i hormony, głęboko wpływają na skład mikroflory jelitowej, która z kolei produkuje cząsteczki sygnalizacyjne, takie jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFAs), tryptofan, cholina i hormony (np. grelina, leptyna) w przewodzie pokarmowym, które są w stanie regulować funkcje OUN [21]. Wykazano, że skład mikrobioty jelitowej jest ściśle powiązany z rozwojem choroby Alzheimera. I tak np. produkcja białka beta-amyloidu może być związana z Bacillussubtilis, Escherichia coli, Klebsiella pneumonia, Mycobacterium spp., Salmonella spp., Staphylococcus aureus i Streptococcus spp. [22]. 

Dieta może mieć korzystny lub niekorzystny wpływ na organizm człowieka. Dobre wzorce żywieniowe mogą zapobiegać neurodegeneracji, a tym samym powstawaniu choroby Alzheimera, obniżać stres oksydacyjny i stany zapalne [23]. Dietami, które mogą przyczynić się do utrzymania prawidłowych funkcji poznawczych i kognitywnych OUN są: dieta śródziemnomorska, dieta DASH i MIND [24].

Dieta śródziemnomorska

Dieta śródziemnomorska została przypadkowo odkryta w wyniku przeprowadzonych w latach 50. XX w. badań zwyczajów żywieniowych mieszkańców basenu Morza Śródziemnego (ryc. 1).

Rycina 1. Dieta śródziemnomorska 

W badaniu przeprowadzonym przez Berti et al. wykazano, że mózg osób odżywiających się niezdrowo, w tym spożywających duże ilości czerwonego mięsa, wykazywał niższą aktywność. Zaobserwowano w nim znaczne ilości złogów beta-amyloidu w porównaniu z mózgiem osób stosujących się do zasad diety śródziemnomorskiej [25]. Badacze szacują, że stosowanie diety śródziemnomorskiej może opóźnić rozwój choroby Alzheimera nawet o 3,5 roku. Co więcej, przestrzeganie tej diety przez dłuższy czas (ok. 5 lat) przez osoby zdrowe wiązało się z większą całkowitą objętością mózgu oraz mniejszym ubytkiem zarówno istoty szarej, jak i białej w porównaniu z osobami odżywiającymi się niezgodnie z zaleceniami żywieniowymi tej diety [26].

Dieta DASH (ang. dietary approaches to stop hypertension)

Rycina 2. Dieta DASH

Dieta DASH jest także uznawana za czynnik zmniejszający ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera, ogranicza bowiem spożycie węglowodanów prostych o wysokim indeksie glikemicznym prowadzące do blokowania przemieszczania się protein, uszkodzenia struktury komórek oraz zakłóceń w neuroprzekaźnictwie, a także do uszkodzenia struktury mitochondriów, pojawienia się stanu zapalnego i wolnych rodników (ryc. 2). Wysokie stężenie glukozy w mózgu przyczynia się do przedwczesnego starzenia się komórek. Wytwarzanie produktów końcowych zaawansowanej glikemii powoduje zmniejszenie neuroplastyczności, czyli tworzenia nowych połączeń neuronalnych i zdolności do uczenia się [27]. Wyższe spożycie owoców, warzyw, produktów pełnoziarnistych oraz zmniejszony udział w diecie nasyconych kwasów tłuszczowych i węglowodanów złożonych zmniejszają ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera i demencję. 

DIETA MIND (ang. Mediterranean-DASH intervention for neurodegenerative delay)

Dieta MIND została opracowana w 2015 r., a jej założenia oparte są na wieloletnich badaniach wpływu pożywienia i składników odżywczych na kondycję mózgu. W diecie MIND zaleca się częste cotygodniowe spożywanie zielonych warzyw liściastych oprócz innych rodzajów warzyw (ryc. 3). Dwa duże amerykańskie badania kohortowe wykazały znacznie wolniejszy spadek upośledzenia funkcji poznawczych przy spożywaniu dwóch lub więcej porcji warzyw dziennie, przy czym najsilniejszy związek zaobserwowano w przypadku spożywania sześciu lub więcej porcji zielonych warzyw liściastych tygodniowo [28, 29]. Dieta MIND nie określa spożycia dziennych porcji owoców jak dieta DASH i śródziemnomorska. Jednakże dieta MIND zaleca spożywanie owoców jagodowych. W badaniu Nurses’ Health wykazano pozytywny związek pomiędzy spożyciem borówek i truskawek a wolniejszym spadkiem zdolności poznawczych [30]. Te dane poparte są wieloma badaniami na modelach gryzoni, które wykazują lepszą pamięć i neuroprotekcję mózgu dzięki spożywaniu owoców jagodowych. Modyfikacja diety wydaje się mieć zatem kluczowe znaczenie w zapobieganiu neurodegeneracji i może zapewnić ochronę przed rozwojem demencji, a tym samym przed wczesnym rozwojem choroby Alzheimera [31].Przestrzeganie diety MIND może poprawić pamięć osób starszych nawet po zdiagnozowaniu choroby Alzheimera, jak pokazują dane z Rush Memory and Aging Project (MAP). Dieta MIND może przyczyniać się do zdrowia mózgu poprzez składniki żywności, które mają działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne i neuroprotekcyjne. Zielone warzywa liściaste zalecane w diecie MIND są bogate w składniki odżywcze, takie jak witamina E, foliany, beta-karoten, luteina-zeaksantyna i flawonoidy, które przyczyniają się do lepszego funkcjonowania pamięci poznawczej [32]. Witamina E, antyoksydant występujący w zielonych warzywach liściastych i orzechach, chroni neurony przed uszkodzeniami związanymi ze stresem oksydacyjnym wywołanym przez wolne rodniki, a jak powszechnie wiadomo stres oksydacyjny u osób starszych jest istotnym czynnikiem przyczyniającym się do neurodegeneracji niezależnie od patologii mózgu [33].

Rycina 3. Dieta MIND 

Warto jeszcze w tym miejscu wspomnieć o diecie ketogenicznej. Jest to dieta niskowęglowodanowa i wysokotłuszczowa, ze wzmożoną produkcją ciał ketonowych, które stanowią dodatkowe, obok glukozy, źródło energii dla komórek organizmu. Dieta ketogeniczna powstała w latach 20. XX w. w celu zastosowania w terapii padaczki lekoopornej [34]. Metabolizm energetyczny mózgu jest upośledzony w chorobie Alzheimera. Osoby chore w porównaniu ze zdrowymi wykazują niższy poziom sygnalizacji insuliny w mózgu i mniejszą liczbę receptorów insuliny w mózgu, czego efektem jest insulinooporność mózgu [35]. Dieta ketogeniczna może teoretycznie złagodzić upośledzony metabolizm energetyczny mózgu w chorobie Alzheimera, prowadząc do poprawy pamięci kognitywnej, codziennego funkcjonowania, a także do zwiększenia jakości życia z chorobą. Od kilku lat wskazuje się, że dieta ketogeniczna może mieć właściwości neuroprotekcyjne polegające na hamowaniu odkładania się złogów beta-amyloidu. Koncepcja została potwierdzona w badaniu na mysim modelu choroby Alzheimera. Po 43 dniach diety ketogenicznej chore zwierzęta w porównaniu z grupą kontrolną wykazywały o 25% zmniejszone odkładanie się złogów beta-amyloidu [36]. Dieta ketogeniczna zwiększa również biogenezę mitochondriów i indukuje ekspresję genów związanych z cyklem kwasu cytrynowego i łańcuchem oddechowym, zwiększając w ten sposób produkcję energii w neuronach [37]. Dotychczas tylko w dwóch próbach klinicznych badano efekty diety ketogenicznej w chorobie Alzheimera. W pierwszym badaniu oceniano wpływ 12-tygodniowej diety ketogenicznej u 15 pacjentów z chorobą Alzheimera. U 11 osób, które ukończyły badanie, stwierdzono poprawę funkcji poznawczych, ale brak grupy kontrolnej spowodował, że nie można było wykluczyć dodatkowych czynników [38]. W drugim badaniu, randomizowanym, z grupą kontrolną ocenie poddano 12-tygodniowe stosowanie zmodyfikowanej diety ketogenicznej u pacjentów z chorobą Alzheimera. Pacjenci stosujący dietę ketogeniczną polepszyli codzienne funkcjonowanie i jakość życia oraz działanie funkcji poznawczych, dwóch czynników o dużym znaczeniu dla osób żyjących z demencją [39]. Niestety to jeszcze za mało, by uznać dietę za terapeutyczną w chorobie Alzheimera. Dotychczasowe wyniki opierają się głównie na modelach zwierzęcych choroby i dosłownie kilku badaniach klinicznych, aczkolwiek są bardzo obiecujące.

Podsumowując, dieta MIND wiąże się z polepszeniem funkcji poznawczych niezależnie od zmian w mózgu wynikających z choroby Alzheimera, dieta DASH pomaga ograniczyć spożycie węglowodanów prostych prowadzących do powstawania stresu oksydacyjnego przyczyniającego się do neurodegeneracji, a dieta śródziemnomorska zwiększa aktywność mózgu i zmniejsza stężenie beta-amyloidu. Obiecująca dieta ketogeniczna wymaga dalszych badań. Niemniej jednak przedstawione dane jednoznacznie wskazują, że nigdy nie jest za późno na profilaktykę i zawsze warto dbać o dietę.

Bibliografia

1. Raport NFZ, 2019.
2. Jack C.R. Jr, Bennett D.A., Blennow K. et al. NIA-AA Research Framework: toward a biological definition of Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement, 2018, 14, s. 535–562.
3. Jansen I.E., Savage J.E., Watanabe K. et al. Genome-wide meta-analysis identifies new loci and functional pathways influencing Alzheimer’s disease risk. Nat Genet., 2019, 51, s. 404–413.
4. Soria Lopez J.A., González H.M., Léger G.C. Alzheimer’s disease. Handb Clin Neurol., 2019, 167, s. 231–255.
5. Frisoni G.B., Boccardi M., Barkhof F. et al. Strategic roadmap for an early diagnosis of Alzheimer’s disease based on biomarkers. Lancet Neurol., 2017, 16, s. 661–676.
6. Blennow K., Shaw L.M., Stomrud E. et al. Predicting clinical decline and conversion to Alzheimer’s disease or dementia using novel Elecsys Aβ(1–42), pTau and tTau CSF immunoassays. Sci Rep., 2019, 9, s. 19024.
7. Hansson O., Seibyl J., Stomrud E. et al. CSF biomarkers of Alzheimer’s disease concord with amyloid-beta PET and predict clinical progression: a study of fully automated immunoassays in BioFINDER and ADNI cohorts. Alzheimers Dement, 2018, 14, s. 1470–1481.
8. Kaplow J., Vandijck M., Gray J. et al. Concordance of Lumipulse cerebrospinal fluid t-tau/Abeta42 ratio with amyloid PET status. Alzheimers Dement, 2020, 16, s. 144–152.
9. Scheltens P., De Strooper B., Kivipelto M. et al. Alheimer’s disease. Lancet, 2021, 397, s. 1577–1590.
10. Janelidze S., Stomrud E., Palmqvist S. et al. Plasma beta-amyloid in Alzheimer’s disease and vascular disease. Sci Rep., 2016, 6, s. 26801.
11. Ovod V., Ramsey K.N., Mawuenyega K.G. et al. Amyloid β concentrations and stable isotope labeling kinetics of human plasma specific to central nervous system amyloidosis. Alzheimers Dement, 2017, 13, s. 841–849.
12. Schindler S.E., Bollinger J.G., Ovod V. et al. High-precision plasma beta-amyloid 42/40 predicts current and future brain amyloidosis. Neurology, 2019, 93, e1647–e1659.
13. Verberk I.M.W., Slot R.E., Verfaillie S.C.J. et al. Plasma amyloid as prescreener for the earliest Alzheimer pathological changes. Ann Neurol., 2018, 84, s. 648–658.
14. Palmqvist S., Janelidze S., Stomrud E. et al. Performance of fully automated plasma assays as screening tests for Alzheimer disease-related beta-amyloid status. JAMA Neurol., 2019, 76, s. 1060–1069.
15. Nabers A., Perna L., Lange J. et al. Amyloid blood biomarker detects Alzheimer’s disease. EMBO Mol Med., 2018, 10, s. e8763.
16. Teunissen C.E., Chiu M.J., Yang C.C. et al. Plasma amyloid-beta (Abeta42) correlates with cerebrospinal fluid abeta42 in Alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis., 2018, 62, s. 1857–1863.
17. Otaegui-Arrazola A., Amiano P., Elbusto A. et al. Diet, cognition, and Alzheimer’s disease: Food for thought. Eur J Nutr., 2014, 53, s. 1−23.
18. Jiang C., Li G., Huang P. et al. The gut microbiota and Alzheimer’s disease. J. Alzheimer’s Dis. 2017, 58, s. 1−15.
19. Boudrault C., Bazinet R.P., Ma D.W. Experimental models and mechanisms underlying the protective effects of n-3 polyunsaturated fatty acids in Alzheimer’s disease. J Nutr Biochem., 2009, 20, s. 1−10.
20. Cryan J.F., O’Riordan K.J., Cowan C.S.M. et al. The microbiota-gut-brain axis. Physiol Rev, 2019, 99, s. 1877−2013.
21. Varesi A., Pierella E., Romeo M. et al. The potential role of Gut microbiota in Alzheimer’s disease: from diagnosis to treatment. Nutrients, 2022, 14, s. 668.
22. Alkasir R., Li J., Li X. et al. Human gut microbiota: The links with dementia development. Protein Cell 2017, 8, s. 90−102.
23. Pistollato F., Iglesias R.C., Ruiz R. et al. Nutritional patterns associated with the maintenance of neurocognitive functions and the risk of dementia and Alzheimer’s disease: a focus on human studies. Pharmacol Res., 2018, 131, s. 32−43.
24. van den Brink A.C., Brouwer-Brolsma E.M., Berendsen A.A.M. et al. The mediterranean, dietary approaches to stop hypertension (DASH), and mediterranean-DASH intervention for neurodegenerative delay (MIND) diets are associated with less cognitive decline and a lower risk of Alzheimer’s disease-A review. Adv Nutr., 2019, 10, s. 1040–1065.
25. Berti V., Walters M., Sterling J. et al. Mediterranean diet and 3-year Alzheimer brain biomarker changes in middle-aged adults. Neurology, 2018, 90, s. e1789-e1798.
26. Chłopicka J. Czy dieta i suplementacja mogą wspomagać pracę mózgu? Wszechświat, 2020, 121, s. 30–39.
27. Smith P.J. Pathways of Prevention: A scoping review of dietary and exercise interventions for neurocognition. brain plasticity, 2019, 5, s. 3–38.
28. Morris M.C., Evans D.A., Tangney C.C. et al. Associations of vegetable and fruit consumption with age-related cognitive change. Neurology, 2006, 67, s. 1370–1376.
29. Kang J.H., Ascherio A., Grodstein F. Fruit and vegetable consumption and cognitive decline in aging women. Ann Neurol., 2005, 57, s. 713–720.
30. Devore E.E., Kang J.H., Breteler M.M. et al. Dietary intakes of berries and flavonoids in relation to cognitive decline. Ann Neurol., 2012, 72, s. 135–143.
31. Morris M.C., Tangney C.C., Wang Y. et al. MIND diet associated with reduced incidence of Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement, 2015, 11, s. 1007–1014.
32. Morris M.C., Wang Y., Barnes L.L. et al. Nutrients and bioactives in green leafy vegetables and cognitive decline. Neurology, 2017, 90, s. e214–e222.
33. Dhana K., James B.D., Agarwal P. et al. MIND Diet, common brain pathologies, and cognition in community-dwelling older adults. J Alzheimers Dis., 2021, 83, s. 683–692.

Pozostałe pozycje dostępne u autorki.