Die Auswirkungen der ketogene Diät, die helfen, verhindern, dass Epilepsie nach Schädel-Hirn-Verletzung?

Neurowissenschaftler unter der Leitung von Chris Dulla an der Tufts University School of Medicine verhindert, die Entwicklung der epileptischen Aktivität in Mäusen nach einem Schädel-Hirn-Verletzungen, indem Sie mit einem Medikament, das imitiert den metabolischen Auswirkungen der ketogene Diät. Ein vorabexemplar der Studie erscheint heute in JCI Einblick.

Die ketogene Diät wurde ursprünglich in den 1920er Jahren zur Behandlung von pharmakoresistenter Epilepsie bei Kindern. Durch die Beschränkung Kohlenhydrate in der Ernährung, ist der Körper gezwungen, Fett zu verbrennen, anstatt der Glukose, die übliche Quelle der Energie im Körper. Obwohl Forscher nicht genau wissen, wie die therapeutische Wirkung der Ernährung funktioniert, deutet bisher darauf hin die änderung des Stoffwechsels ist der Schlüssel.

„Während wir wissen, dass die ketogene Diät kann die Kontrolle von Anfällen bei Personen mit Epilepsie, wir wollten lernen, wenn es in der Lage wäre zu verhindern, dass die Entwicklung der post-traumatische Epilepsie“, sagt Jenny Koenig, ein M. D. und Ph. D.-student an der Tufts University School of Medicine und an der Sackler School of Graduate Biomedical Sciences an der Tufts wer arbeitet in Dulla ‚ s lab.

Posttraumatische Epilepsie entwickelt sich innerhalb von drei Jahren ein Schädel-Hirn-Verletzungen (TBI) in etwa 1 von 10 Menschen. TBIs führen zur Dysfunktion des Gehirns, die inhibitorische Netzwerk, einschließlich der Zellen, die normalerweise beruhigen sich die Aktivität des Gehirns. Ohne Hemmung, die Aktivität des Gehirns erhöht, wodurch die Verhaltens-und kognitive Herausforderungen gesehen, die nach einer Verletzung.

Zusammen mit einer erhöhten Aktivität kommt eine erhöhte Nachfrage bei der Produktion von Energie durch einen Prozess namens Glykolyse, ein system, das Energie liefert, um das Gehirn durch die Verbrennung von Glukose oder Zucker. Anstatt sich direkt auf die Verringerung der neuronalen Aktivität, die Forschungs-team inhibiert die Glykolyse mit einem Medikament namens 2-desoxyglucose (2-DG) zu imitieren, um die metabolischen Auswirkungen der ketogene Diät.

Durch die Aufzeichnung von Gehirnaktivität von Zellen in den Verletzten Bereich mit einem gemeinsamen elektrophysiologische Technik, des sogenannten whole-cell-Aufnahme, die Forscher festgestellt, dass exzitatorischen Zellen wurden aktiver im Verletzten Gewebe, im Vergleich zur Kontrolle Hirngewebe von Mäusen.

Vergleichsweise, die Zellen, die normalerweise hemmen, andere starben nach einer Verletzung, verlassen das Gehirn ohne Bremse auf Aktivität. Anwendung von 2-DG direkt auf das Hirngewebe in der Lage war, zu reduzieren, – Zelle Anregung und epileptische Aktivität von TBI.

In einer follow-up-experiment, die Forscher Gaben Mäusen, die 2-DG oder saline als Kontrolle, in form der Injektion eine Woche nach der Verletzung zu beurteilen, Ihre Wirkung. Sie fanden, dass 2-DG-Behandlung reduzierte Zelle Erregung, verminderte Zell-Verlust, und verhinderte die Entwicklung der epileptischen Aktivität des Gehirns.

„Wir fanden, dass die Behandlung mit einem kleinen Molekül-Mimetikum die ketogene Ernährung verbessert die neuronale überleben und die Funktion des Gehirns nach TBI. Wir haben auch festgestellt, dass verschiedene Typen von Neuronen mit Energie, in unterschiedlicher Weise, so dass Zelltyp-spezifische manipulation von neuronalen Metabolismus“, sagte Dulla, dessen Labor an der Tufts University School of Medicine untersucht die Funktion von neuronalen Netzwerken, insbesondere im Zusammenhang mit Epilepsie und anderen neurologischen Erkrankungen.

„Während vorläufig, unsere Studie deutet darauf hin, dass die Manipulation von Gehirn-Stoffwechsel durch eine bestimmte Ernährung oder ein Mimetikum, das könnte ein effektiver Weg, um zu verhindern, dass der sehr Entwicklung von Epilepsie oder epileptogenesis nach TBI und die Wiederherstellung der normalen synaptischen Kommunikation im Gehirn“, fuhr er Fort. „Wichtig ist, 2-DG ist bereits untersucht zur Behandlung von Krebs und anderen Krankheiten, was dieser Ansatz könnte verwendet werden, klinisch, wenn richtig getestet-Hirn-Verletzungen.“

Die Autoren warnen, dass die langfristige Exposition gegenüber 2-DG wurde im Zusammenhang mit kardialen Toxizität.