Puasa Memicu Perubahan Neuroprotektif yang Dapat Memperlambat Perkembangan Demensia

Sebuah tinjauan baru mengungkap bagaimana pola makan terbatas waktu memicu serangkaian peristiwa di usus dan otak yang dapat membantu mencegah Alzheimer, Parkinson, dan penyakit neurodegeneratif lainnya.

Puasa Intermiten dan Sumbu Usus-Otak

Sebuah tinjauan yang diterbitkan dalam jurnal Nutrients meneliti data praklinis dan data klinis terbatas yang ada, yang menunjukkan bahwa puasa intermiten (IF) dapat membantu mengurangi beban toksisitas protein, mempertahankan fungsi sinaptik, dan memulihkan homeostasis glia dan imun dalam berbagai model gangguan neurodegeneratif yang berbeda.

Studi telah mengaitkan IG dengan peningkatan kadar bakteri yang diketahui menghasilkan metabolit bermanfaat dan mengatur respons imun. Di antara metabolit ini, asam lemak rantai pendek (SCFA), molekul pensinyalan penting dalam sumbu usus-otak (GBA), memainkan peran khusus. Bukti menunjukkan peran IG dalam meningkatkan jumlah bakteri penghasil SCFA seperti Eubacterium rectale, Roseburia spp., dan Anaerostipes spp. Studi praklinis telah mengaitkan hal ini dengan peningkatan kepadatan sinaps di hipokampus dan penurunan fosforilasi tau pada model hewan penyakit Alzheimer.

IG mengaktifkan ekspresi gen mikroba, terutama mendorong pertumbuhan taksa penghasil butirat. IG juga memodifikasi metabolisme asam empedu dan mengatur jalur triptofan, sehingga meningkatkan produksi metabolit neuromodulator seperti serotonin dan kinurenin. IG dikaitkan dengan penurunan jumlah monosit yang bersirkulasi, yang berperan penting dalam respons inflamasi tubuh.

Peradangan kronis tingkat rendah dan penuaan inflamasi pada usus semakin diakui sebagai pendorong utama neurodegenerasi. Peningkatan permeabilitas usus (disebut "usus bocor") memungkinkan endotoksin mikroba memasuki sirkulasi sistemik, memicu respons imun dan produksi sitokin proinflamasi. IH dapat meningkatkan jumlah mikroba penghasil SCFA, yang meningkatkan integritas epitel dan mengurangi paparan endotoksin.

Bukti terbaru menunjukkan bahwa IG memengaruhi jalur neurotransmiter yang berasal dari usus, terutama yang terlibat dalam metabolisme triptofan dan serotonin. Dalam kondisi IG, konversi triptofan menjadi turunan indol oleh mikroba meningkat, yang dapat memediasi efek neuroprotektif melalui pensinyalan reseptor aril hidrokarbon (AhR). Hal ini juga mendorong keseimbangan antara fungsi usus dan kekebalan tubuh.

Neuroinflamasi sensitif terhadap ritme sirkadian: inflamasi hipotalamus dapat diperburuk oleh pola makan yang terganggu. IG mengurangi ekspresi lipokalin-2 hipotalamus, memulihkan homeostasis hipotalamus, dan meningkatkan jalur pembersihan astrosit. Efek IG pada ritme sirkadian juga dapat memengaruhi homeostasis redoks otak dan mengubah dinamika mitokondria.

Pemrograman Ulang Metabolisme, Neuroproteksi, dan Puasa Intermiten

IG dapat meningkatkan efisiensi mitokondria dan kapasitas antioksidan dengan mengalihkan aktivitas metabolisme dari glukosa ke substrat lipid dan keton seperti β-hidroksibutirat (BHB). BHB memberikan efek neuroprotektif melalui sifat antioksidannya, modulasi fungsi mitokondria, dan aksis usus-otak. BHB mempertahankan potensial membran mitokondria dalam model praklinis dan meningkatkan fungsi kognitif pada penyakit Alzheimer dan epilepsi. BHB juga meningkatkan kesehatan usus dengan memperkuat integritas sawar usus. Penggabungan BHB dengan GBA dan IG memberikan kerangka kerja yang kuat untuk mengurangi stres oksidatif dan meningkatkan bioenergetika mitokondria.

IG mengaktifkan autofagi dengan menstimulasi SIRT1 dan menekan mTOR. SCFA juga memengaruhi regulasi epigenetik gen autofagi. Peningkatan ekspresi faktor neurotropik yang diturunkan dari otak (BDNF), penurunan plak amiloid dan hiperfosforilasi tau pada model penyakit Alzheimer, serta efek serupa pada model penyakit Parkinson, mendukung potensi IG.

Studi interaksi neuroimun yang ada telah menunjukkan bahwa IG memodulasi interaksi sel glia-neuron dan menjaga integritas sawar darah-otak. IG memengaruhi homeostasis neuroimun melalui sinyal aksis usus-otak terintegrasi yang mengatur aktivitas glia, jaringan sitokin, dan ketahanan imun-metabolik. Adaptasi ini merupakan kunci bagi fungsi kognitif dan neuroproteksi jangka panjang.

Aplikasi dalam praktik klinis dan prospeknya

Penggunaan IG dalam praktik klinis memerlukan penilaian yang cermat terhadap mekanisme kerja, keamanan, personalisasi, dan pertimbangan etika. Hal ini dapat menjadi tantangan bagi kelompok rentan seperti lansia karena risiko hipoglikemia, dehidrasi, dan defisiensi mikronutrien. Kepatuhan juga dapat menjadi tantangan, terutama ketika penurunan kognitif mengganggu perawatan rutin, sehingga pemberian IG secara mandiri berpotensi berbahaya. Platform pemantauan pengasuh, pengatur waktu dalam aplikasi, dan solusi digital lainnya dapat membantu mengatasi tantangan ini.

Terdapat pergeseran menuju puasa presisi (personalisasi) berdasarkan bukti yang semakin kuat bahwa faktor genetik, epigenetik, metabolomik, dan mikrobioma membentuk respons individu terhadap puasa. Penyertaan biomarker sirkadian seperti ritme melatonin, fase tidur, dan amplitudo kortisol membuka jalan yang menjanjikan untuk pendekatan krononutrisi yang dipersonalisasi. Hal ini mungkin sangat bermanfaat bagi penderita gangguan neurodegeneratif, yang ritme sirkadiannya sering terganggu.

Efek pleiotropik IG menjadikannya dasar ideal untuk strategi terapi multimodal. Hal ini khususnya penting dalam neurodegenerasi, di mana pendekatan monoterapi jarang menghasilkan manfaat klinis jangka panjang. Menggabungkan latihan aerobik atau latihan ketahanan dengan IG telah menghasilkan manfaat neurokognitif tambahan dalam beberapa studi praklinis dan uji klinis percontohan.

IH muncul sebagai strategi neuroterapi yang berpotensi skalabel. Seiring dengan kemajuan aplikasi klinis, integrasi IH ke dalam kerangka kerja pengobatan personalisasi yang komprehensif menggunakan teknologi kesehatan digital, biomarker multi-omik, dan terapi komplementer akan menjadi penting. Namun, perlu dicatat bahwa sebagian besar data pendukung saat ini berasal dari studi praklinis pada hewan, dan studi skala besar pada manusia masih terbatas.

Penelitian masa depan harus mencakup uji coba terkontrol acak menggunakan desain bertingkat, mengintegrasikan biomarker longitudinal, dan memperhitungkan kepatuhan di dunia nyata.