Интервальное голодание и нейродегенеративные заболевания: молекулярные механизмы и терапевтический потенциал

Нейродегенеративные заболевания создают растущую нагрузку на системы здравоохранения во всём мире. По мере прогрессирования нейродегенеративного заболевания в клеточном окружении головного мозга формируются характерные патологические изменения: патологическая активность нейронных сетей, нарушение биоэнергетики и адаптивной нейропластичности, дисрегуляция кальциевого гомеостаза, окислительный стресс и иммуновоспалительные процессы. Лекарственных средств для лечения нейродегенеративных заболеваний не существует, поэтому крайне необходимы стратегии и методы профилактики и лечения этих состояний. Интервальное голодание характеризуется чередованием периодов голодания и приёма пищи; продолжительность голодания зависит от конкретного протокола. При интервальном голодании истощение запасов гликогена в печени приводит к образованию кетоновых тел из жирных кислот, высвобождаемых адипоцитами, что вызывает изменение метаболического состояния и сопровождается клеточными и молекулярными адаптивными реакциями в нейронных сетях головного мозга. На клеточном уровне эти адаптивные реакции могут стимулировать образование синапсов и нейронов. На молекулярном уровне интервальное голодание активирует соответствующие факторы транскрипции, индуцируя экспрессию защитных белков. В результате этот регуляторный процесс влияет на центральный и периферический метаболизм, окислительный стресс, воспаление, функцию митохондрий, аутофагию и кишечную микробиоту — все эти факторы способствуют ослаблению проявлений нейродегенеративных заболеваний. Новые данные указывают на то, что регуляция массы тела в значительной степени обусловливает нейропротекторные эффекты интервального голодания. Уменьшая связанные с ожирением нарушения, включая дисфункцию гематоэнцефалического барьера, нейровоспаление и накопление β-амилоида, интервальное голодание повышает метаболическую гибкость и чувствительность к инсулину, что дополнительно подтверждает его потенциал в снижении выраженности нейродегенеративных заболеваний. В настоящем обзоре обобщены исследования на животных и людях, посвящённые роли и лежащим в её основе механизмам интервального голодания в норме и при патологических состояниях, с акцентом на его терапевтический потенциал. Кроме того, представлен обзор клеточных и молекулярных механизмов регуляции энергетического обмена головного мозга при интервальном голодании с освещением возможного применения этого подхода при нейродегенеративных заболеваниях. В целом полученные данные дают новые представления о профилактическом и терапевтическом применении интервального голодания при нейродегенеративных заболеваниях.