Ketoninis β-hidroksibutiratas atkuria atmintį ir sinapses laikantis dietos su dideliu riebalų kiekiu

Mokslininkai iš Ispanijos, vadovaujami dr. Roquio Rojas, žurnale „Molecular Metabolism“ paskelbė didelio masto tyrimą, kuriame teigiama, kad β-hidroksibutiratas (BHB) visiškai blokuoja sočiųjų riebalų turinčios dietos neurodegeneracinį poveikį pelių sinapsėms ir kognityvinėms funkcijoms.

Kodėl tai svarbu?

Jau seniai manoma, kad dietos, kuriose gausu palmitino rūgšties (pagrindinio sočiųjų riebalų, esančių daugumoje gyvūninių riebalų ir kai kuriuose augaliniuose aliejuose), gali sukelti atminties sutrikimus ir sumažėjusį sinapsinį plastiškumą. Tuo tarpu BHB, pagrindinis ketonų metabolitas, gaminamas nevalgius arba laikantis ketogeninės dietos, yra alternatyvus energijos šaltinis neuronams ir yra žinomas dėl savo priešuždegiminių ir epigenetinių poveikių.

Metodai ir eksperimentinis dizainas

1. Žievinės neuronų kultūros

   • Pelės neuronai buvo inkubuojami su 200 µM palmitino rūgštimi, dėl to sumažėjo AMPA GluA1 receptorių tankis membranoje ir slopino sinapsinį perdavimą.

   • Lygiagrečiai į kultūrą buvo įdėta 5 mM BHB. Mokslininkai nustatė, kad BHB ne tik padidino GluA1 ekspresiją, bet ir visiškai neutralizavo žalingą palmitato poveikį.

2. Hipokampo pjūviai

   • Gyvų smegenų pjūvių sinapsių elektrofiziologiniai parametrai buvo įvertinti. Palmitino rūgštis sumažino tiek amplitudę, tiek ilgalaikę potenciaciją (LTP), kuri yra sinapsinio plastiškumo rodiklis. BHB įvedimas į terpę grąžino šiuos parametrus į pradinį lygį.

3. Elgesio tyrimai su gyvūnais

   • Pelių grupė du mėnesius buvo šeriama dieta, kurioje 49 procentus kalorijų sudarė sočiųjų riebalų rūgštys. Kontrolinė grupė maitinosi standartiniu dietu.

   • Atmintis buvo matuojama naudojant Maurice'o labirintą: dieta, kurioje gausu riebalų, pablogino platformos paieškos laiką, o kasdien geriama BHB dozė (100 mg/kg) visiškai atkūrė našumą iki kontrolinių gyvūnų lygio.

Molekuliniai mechanizmai

• Energijos metabolizmas: BHB perjungia neuronus iš gliukozės priklausomo į ketonų priklausomą ATP gamybos kelią, sumažindamas reaktyviųjų deguonies formų perteklinį susidarymą riebalų panaudojimo metu.
• Priešuždegiminis poveikis: BHB slopina NLRP3 inflamasomų aktyvaciją, mažindamas uždegimą skatinančių citokinų išsiskyrimą ir apsaugodamas neuronus nuo antrinės uždegiminės žalos.
• Epigenetinis reguliavimas: BHB veikia kaip natūralus histonų deacetilazių (HDAC) inhibitorius, dėl kurio padidėja histonų baltymų acetilinimas ir padidėja genų, atsakingų už sinapsinį pertvarkymą ir neuroprotekciją, transkripcija.

Klinikinio pritaikymo perspektyvos

Autoriai pabrėžia, kad BHB gali būti perspektyvus neuroprotektorius žmonėms, besilaikantiems nesveikos mitybos arba kenčiantiems nuo nutukimo ir metabolinio sindromo. Tolesni tyrimai turėtų nustatyti:

• Optimalios BHB dozės ir vartojimas žmonėms
• Vartojimo trukmė ir saugumas – siekiant išvengti ketozinio streso pacientams, sergantiems širdies ir kraujagyslių sistemos ar inkstų patologijomis.
• Galimybė susintetinti stabilius BHB analogus su pagerintu biologiniu prieinamumu.

„Mūsų darbas rodo, kad BHB ne tik kompensuoja energijos trūkumą, bet ir tiesiogiai atkuria pagrindines sinapsės perdavimo molekules, apsaugodamas atmintį nuo riebalų pažeidimo“, – daro išvadą dr. Rojas.

Šis tyrimas atveria duris naujiems maisto papildams ir vaistams, kurie gali apsaugoti smegenis nuo šiuolaikinės dietos, kurioje gausu sočiųjų riebalų, ir lėto kognityvinio nuosmukio.