Ketogen kost förbättrar anfall

Detta dokument är en del av 2018 Microbiome Special Issue of NMJ. Ladda ner hela numret här.

Relation

Wu Q, Wang H, Fan YY, et al. Effekter av en ketogen diet på 52 barn med farmakorresistent epileptisk encefalopati: en klinisk prospektiv studie.Hjärnans beteende. 2018;8(5):e00973.

Förslag

Prospektiv klinisk studie

Mål

Att mäta effekterna av en ketogen diet på barn som lider av läkemedelsresistenta epileptiska anfall

Deltagare

Från en första grupp på 62 barn fullföljde 52 barn med farmakorresistent epileptisk encefalopati en 12-veckors ketogen diet. Trettio av dessa 52 var män; Åldrarna varierade från 3 månader till 7 år. Alla deltagare hade diagnostiserats med farmakorresistent epileptisk encefalopati, hade tagit 2 eller fler typer av antiepileptika och upplevde fortfarande frekventa anfall (>4 anfall per månad) trots regelbunden behandling. Alla deltagare var kineser.

Näringsintervention

Nutritionister förberedde ketogen dieter enligt det modifierade Johns Hopkins-programmet för varje deltagare. Förhållandet mellan fett och icke-fett för varje diet ökades gradvis från 0,5:1,0 till 4,0:1,0 inom 1 till 2 månader beroende på varje patients specifika omständigheter. De ketogena dietrecepten är utformade för att passa kinesiska matvanor. Alla deltagare fick den ketogena näringsinterventionen.

Studieparametrar utvärderade

Deltagarna genomgick ett batteri av laboratorietester som inkluderade rutinmässiga kemi-, urin-, lipid-, lever- och urinprofiler; ultraljud, elektrokardiogram och elektroencefalogramstudier; och noggrann övervakning av glukos, ketonkroppar, anfall och biverkningar under studieperioden.

Anfall spårades med början en månad före dietinterventionen för att få ett baslinjemått på anfallsfrekvensen. Under behandlingsperioden fördes dagbok över anfallsförekomst av en förälder eller vårdnadshavare. Anfallsfrekvensen jämfördes vid veckorna 4, 12 och 24.

UCLA har redan beviljat licensrättigheter till ett nystartat företag som samlar in pengar för att utveckla en probiotisk behandling mot epilepsi.

Förändringar i anfallskvaliteten utvärderades med 4-timmars EEG vid vecka 4 och 12. För att jämföra effekterna gjordes ett 4-timmars EEG före behandlingen och 3 månader efter avslutad behandling. Gesell Developmental Scale användes för att bedöma kognitiv funktion efter 12 veckors behandling.

Att bedöma förändringar i svårighetsgrad av anfall är komplicerat. Anfall kan ändras i typ, frekvens och intensitet. Dessa forskare använde Engel-klassificeringssystemet, som beskriver svar på epilepsibehandlingar med följande betygssystem:

Grad 1: fullständig remission efter behandling

Grad II: sällsynta epileptiska episoder som påverkar funktionen (90%-100% remission)

Grad III: Anfall har förbättrats (50 % färre anfall)

Grad IV: ingen signifikant förbättring

Primärt utfallsmått

Behandlingen ansågs effektiv om patientens anfallsaktivitet minskade med minst 50 %.

Viktiga insikter

Behandlingen ansågs effektiv hos 29 av de 52 deltagarna (56 %) vid slutet av 12 veckors behandling. Hos patienter som svarade var effekten av behandlingen tydlig under de första 2 veckorna. I 15 av fallen observerades fördelar under den första behandlingens vecka. I slutet av studien var 14 deltagare (27%) anfallsfria. En signifikant minskning av antalet anfall observerades i 9 fall (17%). En minskning av antalet anfall med hälften eller mer observerades i 6 fall (11,5 %). Behandlingen ansågs inte vara effektiv i 23 fall (44%). Kom ihåg att riktmärket för effektivitet var minst 50 % minskning av antalet anfall från baslinjen (Engel Classification Grade III eller högre).

Övningskonsekvenser

Varför ingår denna studie om ketogen kost och epilepsi i detta specialnummer som innehåller artiklar om den mänskliga biomen? Vid första anblicken kanske du tror att den här artikeln lades till av misstag.

Den ketogena kosten visade sig vara effektiv vid behandling av anfall i barndomen för nästan ett sekel sedan.¹Den ketogena kosten är långt ifrån ny, även om denna idé att använda den som en strategi i läkemedelsresistenta fall har fått uppmärksamhet nyligen.²

Det som är nytt är att vi har lärt oss att effekterna av den ketogena kosten på epilepsi kan vara relaterade till dess effekt på tarmbiomen.

Författarna till den ketogena dietstudien på barn som diskuteras här nämner inte detta i sin diskussion om resultat. I sin diskussion var de inte säkra på varför dieten fungerade för nästan hälften av deltagarna. De föreslog att att byta hjärnan till att använda ketoner som energikälla, eller kanske kaloribegränsningen i sig, kan ha något att göra med fördelarna.

Den senaste hypotesen för ketogena antikonvulsiva effekter är tillräckligt övertygande för att presenteras här, även om data kommer från musexperiment.

Tidigare experiment med möss har visat att ketogen dieter förhindrar utvecklingen av epilepsi,³förbättra symtom på autism,⁴Förbättring av motoriska symtom vid Alzheimers sjukdom,⁵och minska epileptisk aktivitet i hjärnan.⁶

I numret av 24 maj 2018cellChristine Olson och kollegor i Elaine Hsiaos labb vid UCLA föreslog att den ketogena kosten snabbt förändrar tarmbiomet på ett specifikt sätt så att det ger skydd mot både elektriskt inducerade anfall och spontana tonisk-kloniska anfall i 2 musmodeller av epilepsi.⁷

I denna musstudie visade författarna att den ketogena kosten inte gav skydd mot anfall hos ketogena möss som antingen fötts upp i en bakteriefri miljö eller hårt behandlade med antibiotika. Men att transplantera mössen med populationer avAkkermansiaochParabacteroidesBakterier gav skydd mot anfall.

Olson et al. tyder på att den ketogena dieten med hög fetthalt och lågkolhydrat förändrar tarmbiomet, minskar mångfalden och ökar befolkningenAkkermansia muciniphilaochParabacteroides sppBakterier. Denna förändring i bakteriepopulationer minskar sedan gamma-glutamyltranspeptidasaktivitet, vilket minskar gamma-glutamylaminosyror i blodet, vilket i sin tur ökar nivåerna av gamma-aminosmörsyra (GABA) i hjärnan. Ökat GABA i hjärnan ger skydd mot anfall.

Hsiaos labb har producerat en ständig ström av intressant forskning relaterad till tarmbiomet och dess effekter på hjärnan hos möss och människor.

2013 rapporterade Hsiao att förändringar i mikrobiotan och gastrointestinala barriärer kunde korrigeras i en musmodell av autismBacteroides fragilis. Hsiao tror att en sådan modifiering av tarmbiomet kan minska autismliknande symtom.⁸Hsiaos arbete med autism fortsätter. Det är nu allmänt accepterat att immunstörningar och matsmältningsproblem är vanliga tillstånd hos barn inom autismspektrumet.^9.10

UCLA har redan beviljat licensrättigheter till ett nystartat företag som samlar in pengar för att utveckla en probiotisk behandling mot epilepsi. Tanken är att rätt formulering av bakterier modulerar GABA och ger de neuroprotektiva effekterna av en ketogen diet i pillerform. Att svälja ett piller skulle vara lättare än att följa en ketogen diet och medför färre risker för biverkningar.¹¹

Det kan finnas andra strategier för att öka tarmpopulationerna av dessa bakterier. Metformin, ett läkemedel som används för att behandla typ 2-diabetes, verkar öka populationen av dessa två typer av bakterier hos möss.¹²Yang et al. rapporterade 2017 att kronisk användning av metformin hos möss hade vissa antikonvulsiva effekter.¹³Att konsumera vissa "resistenta stärkelser" utformade för att nå tjocktarmen kan också öka populationerna av dessa bakterier.¹⁴

Sambanden mellan olika typer av bakterier och sjukdomar är långt ifrån förstått. BådeAkkermansia muciniphilaochAcinetobacter calcoaceticuspåträffades fyra gånger oftare hos patienter med multipel skleros (MS) än hos friska personerParabacteroides distasonisär fyra gånger vanligare hos friska människor än hos patienter med MS.AkkermansiaochAcinetobacterär förknippade med inflammatoriska reaktioner vid MS, underParabacteroidesverkar ha en antiinflammatorisk effekt.^femtonDetta gör det svårare att avgöra hur vi närmar oss användningen av specifik probiotika för en viss patient än vad det kan tyckas vid första anblicken.

Behandling för epilepsi kan vara redo att fokusera på att förändra tarmbiomet med en kombination av probiotika, en ketogen diet och resistent stärkelsetillskott. Om denna strategi verkligen ökar GABA-nivåerna i hjärnan har vi nu en lång lista med andra möjliga terapeutiska mål.