Intermittent fasta kan hjälpa till att läka nervskador genom att förändra tarmmikrobiomet.
Intermittent fasta förändrar tarmbakteriernas aktivitet hos möss och ökar deras förmåga att återhämta sig från nervskador.
Forskare observerade hur fasta ledde till att tarmbakterierna ökade produktionen av en metabolit som kallas 3-indolpropionsyra (IPA). Denna potenta neuroprotektiva antioxidant krävs för att regenerera nervfibrer som kallas axoner – trådliknande strukturer i ändarna av nervceller som skickar ut elektrokemiska signaler till andra celler i kroppen. Den nya forskningen publiceras i Nature och genomfördes av forskare från Imperial College London.
Även om denna nya mekanism upptäcktes i möss, hoppas den också gälla för framtida mänskliga försök. Forskargruppen konstaterar att bakterierna som producerar IPA, Clostridium sporogenesis, finns naturligt i tarmen hos människor såväl som hos möss och IPA finns också i mänskliga blodomlopp.
"Det finns för närvarande ingen behandling för personer med nervskador utöver kirurgisk rekonstruktion, som bara är effektiv i en liten andel av fallen, vilket får oss att undersöka om förändringar i livsstil kan hjälpa till att återhämta sig", säger studieförfattaren professor Simone Di Giovanni från Imperial's Department of Hjärnvetenskap.
"Intermittent fasta har tidigare i andra studier kopplats till sårreparation och tillväxt av nya neuroner - men vår studie är den första som förklarar exakt hur fasta kan hjälpa till att läka nerver."
Fasta som en potentiell behandling
Experimentet bedömde nervregenerering hos möss där ischiasnerven, den längsta nerven som löper från ryggraden ner för benet, krossades. Hälften av mössen genomgick intermittent fasta (genom att äta så mycket de ville följt av att inte äta alls varannan dag), medan den andra hälften var fria att äta utan begränsningar alls. Dessa dieter fortsatte under en period av 10 dagar eller 30 dagar före operationen, och mössens återhämtning övervakades 24 till 72 timmar efter att nerven skars av.
Längden på de återväxta axonerna mättes och var cirka 50 % större hos möss som hade fastat.
Professor Di Giovanni sa:"Jag tror att kraften i detta är att det öppnar upp ett helt nytt fält där vi måste undra:är detta toppen av ett isberg? Kommer det att finnas andra bakterier eller bakteriemetaboliter som kan främja reparation?”
Undersökning avslöjar metabolismkoppling
Forskarna studerade också hur fasta ledde till denna nervregenerering. De upptäckte att det fanns betydligt högre nivåer av specifika metaboliter, inklusive IPA, i blodet hos möss med dietbegränsade ämnen.
För att bekräfta om IPA ledde till nervreparation, behandlades mössen med antibiotika för att rensa tarmarna från eventuella bakterier. De fick sedan genetiskt modifierade stammar av Clostridium sporogenesis som kunde eller inte kunde producera IPA.
"När IPA inte kan produceras av dessa bakterier och det nästan saknades i serumet, försämrades regenereringen. Detta tyder på att IPA som genereras av dessa bakterier har en förmåga att läka och regenerera skadade nerver, säger professor Di Giovanni.
Viktigt är att när IPA administrerades till mössen oralt efter en ischiasnervskada, observerades regenerering och ökad återhämtning mellan två och tre veckor efter skadan.
Nästa steg i denna forskning kommer att vara att testa denna mekanism för ryggmärgsskador hos möss samt att testa om administrering av IPA oftare skulle maximera dess effektivitet.
"Ett av våra mål nu är att systematiskt undersöka rollen av bakteriemetabolitterapi." sa professor Di Giovanni.
Fler studier kommer att behöva undersöka om IPA ökar efter fasta hos människor och effekten av IPA och intermittent fasta som en potentiell behandling hos människor.
Han sa:"En av frågorna som vi inte har utforskat fullt ut är att eftersom IPA varar i blodet i fyra till sex timmar i hög koncentration, skulle administrering av det upprepade gånger under dagen eller lägga till det i en normal diet hjälpa till att maximera dess terapeutiska effekter?”
Referens:"Tarmmetaboliten indol-3 propionate främjar nervregenerering och reparation" av Elisabeth Serger, Lucia Luengo-Gutierrez, Jessica S. Chadwick, Guiping Kong, Luming Zhou, Greg Crawford, Matt C. Danzi, Antonis Myridakis, Alexander Brandis, Adesola Temitope Bello, Franziska Müller, Alexandros Sanchez-Vassopoulos, Francesco De Virgiliis, Phoebe Liddell, Marc Emmanuel Dumas, Jessica Strid, Sridhar Mani, Dylan Dodd och Simone Di Giovanni, 22 juni 2022, Nature .
DOI:10.1038/s41586-022-04884-x
