Ketone β-hydroxybutyrate memulihkan ingatan dan sinaps semasa diet tinggi lemak

Para saintis dari Sepanyol, yang diketuai oleh Dr. Roquio Rojas, menerbitkan kajian berskala besar dalam Metabolisme Molekul menunjukkan bahawa β-hydroxybutyrate (BHB) menghalang sepenuhnya kesan neurodegeneratif diet yang kaya dengan lemak tepu pada sinaps dan fungsi kognitif pada tikus.

Mengapa ini penting?

Diet tinggi asid palmitik (lemak tepu utama dalam kebanyakan lemak haiwan dan beberapa minyak sayuran) telah lama dikaitkan dengan gangguan ingatan dan penurunan keplastikan sinaptik. Sementara itu, BHB, metabolit keton utama yang dihasilkan semasa berpuasa atau diet ketogenik, berfungsi sebagai sumber tenaga alternatif untuk neuron dan terkenal dengan kesan anti-radang dan epigenetiknya.

Kaedah dan reka bentuk eksperimen

1. Kultur neuron kortikal

   • Neuron tetikus diinkubasi dengan asid palmitik 200 µM, yang mengakibatkan penurunan ketumpatan reseptor AMPA GluA1 pada membran dan perencatan penghantaran sinaptik.

   • Secara selari, 5 mM BHB telah ditambah kepada kultur. Para saintis mendapati bahawa BHB bukan sahaja meningkatkan ekspresi GluA1 dengan sendirinya, tetapi juga meneutralkan sepenuhnya kesan berbahaya palmitat.

2. Bahagian hippocampal

   • Parameter elektrofisiologi sinaps dinilai dalam kepingan otak hidup. Asid palmitik mengurangkan kedua-dua amplitud dan potensiasi jangka panjang (LTP), penunjuk keplastikan sinaptik. Pengenalan BHB ke dalam medium mengembalikan parameter ini ke tahap awal.

3. Ujian tingkah laku pada haiwan

   • Sekumpulan tikus diberi makan diet yang mengandungi 49 peratus kalori mereka daripada lemak tepu selama dua bulan. Kumpulan kawalan makan diet standard.

   • Memori diukur dalam maze Maurice: diet tinggi lemak mengakibatkan kemerosotan dalam masa carian platform, manakala dos oral harian BHB (100 mg/kg) memulihkan prestasi sepenuhnya ke tahap haiwan kawalan.

Mekanisme molekul

• Metabolisme Tenaga: BHB menukar neuron daripada laluan bergantung kepada glukosa kepada laluan bergantung kepada keton untuk menghasilkan ATP, mengurangkan pembentukan lebihan spesies oksigen reaktif semasa penggunaan lemak.
• Kesan anti-radang: BHB menghalang pengaktifan inflammasom NLRP3, mengurangkan pembebasan sitokin proinflamasi dan melindungi neuron daripada kerosakan keradangan sekunder.
• Peraturan epigenetik: BHB bertindak sebagai perencat semulajadi deacetylases histon (HDAC), yang membawa kepada peningkatan asetilasi protein histon dan peningkatan transkripsi gen yang bertanggungjawab untuk pembentukan semula sinaptik dan perlindungan saraf.

Prospek untuk permohonan klinikal

Penulis menekankan bahawa BHB mungkin merupakan neuroprotector yang menjanjikan untuk orang yang menjalani diet tidak sihat atau mengalami obesiti dan sindrom metabolik. Kajian lanjut harus menentukan:

• Dos Optimum dan Pentadbiran BHB pada Manusia
• Tempoh dan keselamatan pengambilan - untuk mengelakkan tekanan ketotik pada pesakit dengan patologi kardiovaskular atau buah pinggang.
• Kemungkinan mensintesis analog BHB yang stabil dengan bioavailabiliti yang lebih baik.

"Kerja kami menunjukkan bahawa BHB bukan sahaja mengimbangi defisit tenaga, tetapi juga secara langsung memulihkan molekul transmisi sinaptik utama, melindungi memori daripada kerosakan lemak," kata Dr. Rojas.

Penyelidikan ini membuka pintu kepada nutraseutikal dan ubat-ubatan baru yang boleh melindungi otak dalam menghadapi diet moden yang kaya dengan lemak tepu dan penurunan kognitif yang perlahan.