Keton β-hidroksibutirat obnavlja spomin in sinapse med prehrano z veliko maščobami

Znanstveniki iz Španije pod vodstvom dr. Roquia Rojasa so objavili obsežno študijo v reviji Molecular Metabolism, ki kaže, da β-hidroksibutirat (BHB) popolnoma blokira nevrodegenerativne učinke prehrane, bogate z nasičenimi maščobami, na sinapse in kognitivne funkcije pri miših.

Zakaj je to pomembno?

Prehrana z visoko vsebnostjo palmitinske kisline (glavne nasičene maščobe v večini živalskih maščob in nekaterih rastlinskih oljih) je že dolgo povezana z okvaro spomina in zmanjšano sinaptično plastičnostjo. Medtem BHB, ključni ketonski presnovek, ki nastane med postom ali ketogeno dieto, služi kot alternativni vir energije za nevrone in je znan po svojih protivnetnih in epigenetskih učinkih.

Metode in eksperimentalna zasnova

1. Kultura kortikalnih nevronov

   • Mišje nevrone smo inkubirali z 200 µM palmitinske kisline, kar je povzročilo zmanjšanje gostote receptorjev AMPA GluA1 na membrani in zaviranje sinaptičnega prenosa.

   • Vzporedno so kulturi dodali 5 mM BHB. Znanstveniki so ugotovili, da BHB ne le poveča izražanje GluA1, temveč tudi popolnoma nevtralizira škodljiv učinek palmitata.

2. Hipokampalni odseki

   • Elektrofiziološki parametri sinaps so bili ocenjeni na živih možganskih rezinah. Palmitinska kislina je zmanjšala tako amplitudo kot dolgoročno potenciacijo (LTP), kar je pokazatelj sinaptične plastičnosti. Uvedba BHB v medij je te parametre vrnila na začetno raven.

3. Vedenjski testi na živalih

   • Skupina miši je dva meseca prejemala dieto, ki je vsebovala 49 odstotkov kalorij iz nasičenih maščob. Kontrolna skupina je uživala standardno dieto.

   • Spomin so merili v Mauriceovem labirintu: prehrana z veliko maščobami je povzročila poslabšanje časa iskanja platforme, medtem ko je dnevni peroralni odmerek BHB (100 mg/kg) popolnoma obnovil zmogljivost na raven kontrolnih živali.

Molekularni mehanizmi

• Presnova energije: BHB preklopi nevrone iz glukozno odvisne v ketonsko odvisno pot za proizvodnjo ATP, s čimer zmanjša prekomerno nastajanje reaktivnih kisikovih spojin med izkoriščanjem maščob.
• Protivnetni učinek: BHB zavira aktivacijo inflamasoma NLRP3, s čimer zmanjša sproščanje provnetnih citokinov in zaščiti nevrone pred sekundarnimi vnetnimi poškodbami.
• Epigenetska regulacija: BHB deluje kot naravni zaviralec histonskih deacetilaz (HDAC), kar vodi do povečane acetilacije histonskih beljakovin in povečane transkripcije genov, odgovornih za sinaptično preoblikovanje in nevroprotekcijo.

Možnosti za klinično uporabo

Avtorji poudarjajo, da je BHB lahko obetaven nevroprotektor za ljudi z nezdravo prehrano ali trpijo zaradi debelosti in metabolnega sindroma. Nadaljnje študije bi morale določiti:

• Optimalni odmerki in uporaba BHB pri ljudeh
• Trajanje in varnost vnosa - za preprečevanje ketotskega stresa pri bolnikih s kardiovaskularnimi ali ledvičnimi patologijami.
• Možnost sinteze stabilnih analogov BHB z izboljšano biološko uporabnostjo.

»Naše delo dokazuje, da BHB ne le kompenzira energijske primanjkljaje, temveč tudi neposredno obnavlja ključne sinaptične prenosne molekule in ščiti spomin pred poškodbami zaradi maščob,« zaključuje dr. Rojas.

Ta raziskava odpira vrata novim nutracevtikom in zdravilom, ki bi lahko zaščitila možgane pred sodobno prehrano, bogato z nasičenimi maščobami, in upočasnila kognitivni upad.