การศึกษาสำรวจผลกระทบของการขาดโคลีนในอาหารต่อระบบประสาทและสุขภาพทั้งระบบ

โคลีนเป็นสารอาหารที่จำเป็นซึ่งผลิตในปริมาณเล็กน้อยในตับและพบในอาหารต่างๆ เช่น ไข่ บรอกโคลี ถั่ว เนื้อสัตว์ และสัตว์ปีก เป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับสุขภาพของมนุษย์ การศึกษาใหม่สำรวจการขาดโคลีนในอาหารส่งผลเสียต่อร่างกายและอาจเป็นส่วนที่ขาดหายไปในปริศนาของโรคอัลไซเมอร์ สูงวัย ประมาณว่ามากกว่า 90% ของชาวอเมริกันไม่ได้รับโคลีนตามปริมาณที่แนะนำต่อวัน การวิจัยปัจจุบันซึ่งดำเนินการในหนู แสดงให้เห็นว่าการขาดโคลีนในอาหารสามารถส่งผลเสียอย่างร้ายแรงต่อหัวใจ ตับ และอวัยวะอื่นๆ การขาดโคลีนที่เพียงพอยังเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในสมองที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ สิ่งเหล่านี้รวมถึงพยาธิสภาพที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของลักษณะเด่นคลาสสิกสองประการของความเจ็บป่วย แผ่นอะไมลอยด์ซึ่งรวมตัวกันในช่องว่างระหว่างเซลล์ระหว่างเซลล์ประสาท และเอกภาพ tau tangles ซึ่งควบแน่นภายในร่างกายของเซลล์ประสาท งานวิจัยชิ้นใหม่ซึ่งนำโดยนักวิทยาศาสตร์จาก Arizona State University อธิบายถึงพยาธิสภาพในหนูปกติที่ขาดโคลีนในอาหาร เช่นเดียวกับหนูดัดแปรพันธุกรรมที่ขาดโคลีน ซึ่งแสดงอาการที่เกี่ยวข้องกับโรคนี้แล้ว ในทั้งสองกรณี การขาดโคลีนในอาหารส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อตับ การขยายตัวของหัวใจ และการเปลี่ยนแปลงทางระบบประสาทในหนู AD ที่มักมาพร้อมกับโรคอัลไซเมอร์ รวมถึงระดับที่เพิ่มขึ้นของโปรตีนแอมีลอยด์เบต้าที่ก่อตัวเป็นคราบจุลินทรีย์และการเปลี่ยนแปลงที่เชื่อมโยงกับโรคในโปรตีนเอกภาพ นอกจากนี้ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าการขาดโคลีนในหนูทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมาก และการเปลี่ยนแปลงของการเผาผลาญกลูโคส (ซึ่งเชื่อมโยงกับสภาวะต่างๆ เช่น โรคเบาหวาน) และการขาดดุลในทักษะการเคลื่อนไหว ในกรณีของมนุษย์ "มันเป็นปัญหาสองเท่า" ตามที่ Ramon Velazquez ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาและผู้ช่วยศาสตราจารย์ของศูนย์วิจัยโรคเกี่ยวกับระบบประสาท ASU-Banner กล่าว "ประการแรก ผู้คนไม่ได้รับปริมาณโคลีนที่เพียงพอต่อวันที่กำหนดโดยสถาบันการแพทย์ในปี 2541 และประการที่สอง มีเอกสารมากมายที่แสดงให้เห็นว่าปริมาณโคลีนที่แนะนำต่อวันนั้นไม่เหมาะสมสำหรับการทำงานที่เกี่ยวข้องกับสมอง" Ramon Velazquez เป็นผู้นำการศึกษาใหม่เกี่ยวกับความสำคัญของโคลีนในอาหารสำหรับสมองและอวัยวะอื่นๆ เขาเป็นนักวิจัยใน ASU-Banner Neurodegereative Disease Research Center การวิจัยเน้นกลุ่มการเปลี่ยนแปลงทางร่างกายและระบบประสาทที่เชื่อมโยงกับการขาดโคลีน โคลีนที่เพียงพอในอาหารจะลดระดับของกรดอะมิโนโฮโมซิสเทอีน ซึ่งได้รับการยอมรับว่าเป็นสารพิษต่อระบบประสาทที่ก่อให้เกิดการเสื่อมของระบบประสาท และมีความสำคัญต่อการทำงานที่เป็นสื่อกลาง เช่น การเรียนรู้และความจำ โดยผ่านการผลิตอะซิติลโคลีน การตระหนักถึงความสำคัญของโคลีนที่เพิ่มขึ้นควรกระตุ้นให้ผู้ใหญ่ทุกคนแน่ใจว่าได้รับโคลีนที่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่รับประทานอาหารจากพืช ซึ่งอาจมีโคลีนตามธรรมชาติต่ำ เนื่องจากอาหารที่มีโคลีนสูง ได้แก่ ไข่ เนื้อสัตว์ และสัตว์ปีก อาหารที่อุดมด้วยโคลีนจากพืช ได้แก่ ถั่วเหลือง กะหล่ำดาวและขนมปังปิ้งสามารถช่วยเพิ่มโคลีนได้ในกรณีเหล่านี้ นอกจากนี้ อาหารเสริมโคลีนราคาไม่แพงที่ขายตามเคาน์เตอร์ได้รับการสนับสนุนเพื่อให้แน่ใจว่าสุขภาพทั้งระบบและปกป้องสมองจากผลกระทบของการเสื่อมของระบบประสาท สารอาหารบำรุงสมอง โคลีนจำเป็นในการผลิตอะซิติลโคลีน ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทที่มีบทบาทสำคัญในด้านความจำ การควบคุมกล้ามเนื้อ และอารมณ์ โคลีนยังสร้างเยื่อหุ้มเซลล์และช่วยควบคุมการแสดงออกของยีน คำแนะนำที่กำหนดโดยสถาบันการแพทย์นั้นขึ้นอยู่กับหลักฐานการป้องกันโรคไขมันพอกตับในผู้ชาย หลักฐานบรรทัดใหม่บ่งชี้ว่าการบริโภคโคลีนในอาหารที่แนะนำในแต่ละวันสำหรับผู้หญิงที่เป็นผู้ใหญ่ (425 มก./วัน) และผู้ชายที่เป็นผู้ใหญ่ (550 มก./วัน) อาจไม่เหมาะสมสำหรับสุขภาพสมองและการรับรู้ที่เหมาะสม นอกจากนี้ ~90% ของชาวอเมริกันไม่เป็นไปตามระดับคำแนะนำ และอาจไม่รู้ด้วยซ้ำว่าจำเป็นต้องมีโคลีนในอาหารในแต่ละวัน แม้จะมีการวิจัยมาหลายทศวรรษและลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์ตั้งแต่ค้นพบโรคร้ายแรงเมื่อหนึ่งศตวรรษก่อน แต่ก็ยังไม่มีวิธีรักษาใดที่สามารถชะลอการลุกลามของโรคได้ ผลการวิจัยใหม่ ๆ ชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมและวิถีชีวิต รวมถึงโคลีนที่เพียงพออาจช่วยปกป้องสมองจากโรคอัลไซเมอร์และปรับปรุงสุขภาพโดยรวม Velazquez เข้าร่วมในการศึกษาโดยผู้เขียนร่วม Nikhil Dave และ Jessica Judd งานนี้เป็นสหวิทยาการสูง ซึ่งรวมถึงนักวิจัยจาก ASU Biosciences Mass spectrometry และศูนย์วิจัยโรคหัวใจและหลอดเลือดในการแปลที่วิทยาลัยแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยแอริโซนาในฟีนิกซ์ รัฐแอริโซนา Nikhil Dave กล่าวว่า "การทำงานร่วมกันนี้ครอบคลุมหลายสถาบันและการสำรวจกระบวนการระดับโมเลกุลของการแก่ตัวในระดับระบบ ช่วยเพิ่มหลักฐานที่เกี่ยวข้องกับความสำคัญของโคลีนในอาหารต่อการสูงวัยอย่างมีสุขภาพดี" Nikhil Dave กล่าว "สิ่งที่ฉันพบว่าน่าสนใจอย่างยิ่งเกี่ยวกับโครงการนี้ก็คือ อวัยวะหลายส่วนซึ่งการทำงานผิดปกติอาจส่งผลต่อสุขภาพสมอง ได้รับผลกระทบในทางลบจากอาหารที่ขาดโคลีน" เจสสิก้า จัดด์กล่าว การวิจัยปรากฏในวารสาร Aging Cell ฉบับปัจจุบัน นักฆ่าที่อุดมสมบูรณ์และลึกลับ โรคอัลไซเมอร์เป็นสาเหตุสำคัญของภาวะสมองเสื่อมและเป็นสาเหตุการตายอันดับที่ 5 ของชาวอเมริกันที่มีอายุตั้งแต่ 65 ปีขึ้นไป ทุกวันนี้ โรคอัลไซเมอร์ส่งผลกระทบต่อ 6.5 ล้านคนในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียว และคาดว่าจะพุ่งเฉียด 14 ล้านคนในปี 2060 ถึงเวลานี้ ค่าใช้จ่ายในการรักษาโรคอัลไซเมอร์คาดว่าจะสูงเกิน 20 ล้านล้านดอลลาร์ ซึ่งคุกคามโครงสร้างพื้นฐานด้านการรักษาพยาบาล ในขณะเดียวกันก็ก่อให้เกิดความทุกข์ทรมานอย่างใหญ่หลวง การสะสมของชิ้นส่วนโปรตีนเหนียวๆ นอกเซลล์ประสาท (ซึ่งก่อตัวเป็นแผ่นอะไมลอยด์-เบตา) และการสะสมของโปรตีนเอกภาพในรูปแบบที่ผิดปกติภายในร่างกายของเซลล์ประสาท (tau tangles) นั้นเป็นสัญญาณบ่งชี้ของโรคอัลไซเมอร์มาช้านาน การเปลี่ยนแปลงของสมองเหล่านี้มักตามมาด้วยการเสื่อมสภาพของระบบประสาท ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเสียหายและการทำลายเซลล์ประสาท เชื่อว่าคราบพลัคจะทำลายการสื่อสารระหว่างเซลล์กับเซลล์ในสมอง ในขณะที่ความยุ่งเหยิงขัดขวางการขนส่งสารอาหารที่จำเป็นต่อการทำงานและการอยู่รอดของเซลล์ที่เหมาะสม นอกจากแผ่นอะไมลอยด์-เบตาและเส้นใยประสาทพันกันแล้ว โรคนี้ยังทำให้เซลล์ในสมองตายและเพิ่มความบกพร่องทางสติปัญญา งานปัจจุบันยังพบความผิดปกติของโปรตีนในฮิบโปแคมปัส ซึ่งเป็นโครงสร้างสำคัญที่ได้รับผลกระทบจากโรคอัลไซเมอร์ ซึ่งเชื่อมโยงกับการเรียนรู้และความจำ หนูทั้งปกติและหนู AD แสดงโปรตีนผิดปกติในฮิบโปแคมปัสด้วยอาหารที่ขาดโคลีน โดยแบบจำลอง AD แสดงผลรุนแรง พายุฝนฟ้าคะนอง อุบัติการณ์ของโรคอัลไซเมอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเร็ว ๆ นี้เป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างยิ่ง แม้ว่าการเสียชีวิตจากโรคหลอดเลือดสมอง โรคหัวใจ และเอชไอวีจะลดลงระหว่างปี 2543-2562 แต่การเสียชีวิตจากโรคอัลไซเมอร์เพิ่มขึ้นมากกว่า 145% นอกจากจำนวนผู้ป่วยที่เสียชีวิตจากโรคนี้แล้ว โรคอัลไซเมอร์ยังสร้างภาระอันใหญ่หลวงให้กับผู้ดูแลผู้ป่วยอีกด้วย ในปี 2564 เพียงปีเดียว สมาชิกในครอบครัวกว่า 11 ล้านคนและผู้ดูแลที่ไม่ได้รับค่าจ้างให้การดูแลกว่า 16 พันล้านชั่วโมง อาการภายนอกเริ่มแรกของโรคมักเกี่ยวข้องกับภาษา ความจำ และปัญหาการคิด เนื่องจากบริเวณสมองที่เกี่ยวข้องกับงานเหล่านี้มักจะเป็นกลุ่มแรกที่ได้รับผลกระทบ ตอนนี้นักวิจัยทราบแล้วว่าเมื่อโรคนี้ทำให้เกิดอาการที่สังเกตได้ มันได้ทำลายล้างสมองอย่างเงียบๆ เป็นเวลา 20 ปีหรือมากกว่านั้น มีหลายปัจจัยที่นำไปสู่การเกิดโรคอัลไซเมอร์ ตั้งแต่ความบกพร่องทางพันธุกรรมไปจนถึงอายุ วิถีชีวิต และอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ด้วยเหตุผลที่ยังคงคลุมเครือ ผู้หญิงจึงมีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นในการเกิดโรค การศึกษาล่าสุดระบุว่าอาหารเป็นปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันการลดลงของความรู้ความเข้าใจ ในการวิจัยก่อนหน้านี้ Velazquez และเพื่อนร่วมงานของเขาได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อหนูได้รับอาหารที่มีโคลีนสูง ลูกหลานของพวกมันจะมีพัฒนาการด้านความจำเชิงพื้นที่ดีขึ้น เมื่อเทียบกับสูตรปกติของโคลีนในครรภ์ น่าประหลาดใจที่ผลประโยชน์ของการเสริมโคลีนคือการเปลี่ยนแปลงข้ามรุ่น ไม่เพียงปกป้องหนูที่ได้รับการเสริมโคลีนในระหว่างตั้งครรภ์และให้นมบุตรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลูกหลานที่ตามมาของหนูเหล่านี้ด้วย ซึ่งบ่งชี้ถึงการดัดแปลงที่สืบทอดมาในยีนของพวกมัน การศึกษาต่อมาในห้องปฏิบัติการ Velazquez แสดงให้เห็นว่าโคลีนที่ให้กับหนูตัวเมียตลอดชีวิตทำให้ความจำเชิงพื้นที่ดีขึ้น เมื่อเทียบกับผู้ที่ได้รับโคลีนตามปกติ ผลกระทบหลายแง่มุม การศึกษาครั้งใหม่นี้ตรวจสอบหนูที่อายุ 3-12 เดือนหรือโตเต็มวัยช่วงต้นถึงปลาย (ประมาณอายุ 20-60 ปีสำหรับมนุษย์) ในกรณีของหนูทั้งปกติและหนูดัดแปรพันธุกรรมที่แสดงอาการของโรคอัลไซเมอร์ หนูที่ได้รับอาหารที่มีโคลีนไม่เพียงพอจะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นและมีผลเสียต่อเมแทบอลิซึมของหนู ความเสียหายต่อตับพบได้จากการวิเคราะห์เนื้อเยื่อและการขยายตัวของหัวใจ ตรวจพบโปรตีน amyloid-beta ที่ละลายน้ำได้, oligomeric และไม่ละลายน้ำที่สูงขึ้น รวมทั้งการดัดแปลงคุณลักษณะของโปรตีน tau ของสารที่นำไปสู่การพันกันของเส้นใยประสาทในสมอง นอกจากนี้ หนูที่ขาดโคลีนยังทำงานได้ไม่ดีในการทดสอบทักษะยนต์ เมื่อเปรียบเทียบกับหนูที่ได้รับโคลีนอย่างเพียงพอในอาหารของพวกมัน ผลข้างเคียงเหล่านี้เพิ่มขึ้นในหนูดัดแปรพันธุกรรม การแปลผลการค้นพบนี้กับมนุษย์ หมายความว่าผู้ที่มีแนวโน้มจะเป็นโรคอัลไซเมอร์หรือมีอาการเจ็บปวดจากโรค ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขาได้รับโคลีนเพียงพอ การศึกษายังเกี่ยวข้องกับการสำรวจโปรตีนในฮิปโปแคมปัสอย่างละเอียด ซึ่งเป็นพื้นที่ของสมองที่ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากโรคอัลไซเมอร์ เช่นเดียวกับโปรตีนที่ตรวจพบในเลือด การขาดโคลีนในอาหารเปลี่ยนแปลงเครือข่ายฮิปโปแคมปัสที่สำคัญ พยาธิสภาพเหล่านี้รวมถึงการหยุดชะงักของเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของ microtubule และการควบคุมของเยื่อหุ้มเซลล์แบบโพสต์ซินแนปติก ซึ่งทั้งสองอย่างจำเป็นสำหรับการทำงานของสมองที่เหมาะสม ในเลือด โปรตีนที่ผลิตในตับซึ่งมีบทบาทในการทำงานของเมแทบอลิซึมนั้นผิดปกติโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับอาหารที่ขาดโคลีน "งานของเราให้การสนับสนุนเพิ่มเติมว่าควรบริโภคโคลีนในอาหารทุกวันโดยคำนึงถึงความต้องการทั่วร่างกาย" Velazquez กล่าว ในท้ายที่สุด การทดลองทางคลินิกในมนุษย์ที่มีการควบคุมจะมีความสำคัญต่อการสร้างประสิทธิภาพและปริมาณโคลีนที่เหมาะสม ก่อนที่จะสนับสนุนการเสริมโคลีนตลอดชีวิต อย่างไรก็ตาม การค้นพบใหม่ที่มีประสิทธิภาพทำให้หวังว่าโคลีนอาจเป็นเครื่องมือหนึ่งในคลังแสงที่จำเป็นในการปกป้องสมองจากการเสื่อมของระบบประสาทและการลดลงของความรู้ความเข้าใจที่เกี่ยวข้องกับอายุ