Ketogeninė dieta turi savo fanatikų ir priešininkų tarp dietos besilaikančių žmonių, tačiau bet kuriuo atveju dieta turi moksliškai pagrįstą poveikį pelių atminčiai. Atskleisdami, kaip daug riebalų ir mažai angliavandenių turinti dieta pagerina vyresnio amžiaus pelių atmintį, Bucko mokslininkai ir Čilės universiteto komanda nustatė naują molekulinį signalizacijos kelią, kuris pagerina sinapsių funkciją ir padeda paaiškinti dietos naudą smegenų sveikatai ir senėjimui.
Paskelbta 2024 m. birželio 5 d Ląstelių ataskaitų medicinaIšvados suteikia naujų krypčių, kaip nukreipti atminties poveikį molekuliniu lygmeniu, nereikalaujant ketogeninės dietos ar net jos šalutinių produktų. Straipsnis pavadintas „Ketogeninės dietos vartojimas vėliau pagerina atmintį modifikuodamas sinapsinį žievės proteomą per PKA signalizacijos kelią senstančiose pelėse“.
„Mūsų darbas rodo, kad ketogeninės dietos poveikis plačiai naudingas smegenų funkcijai, ir mes pateikiame veikimo mechanizmą, kuris siūlo strategiją, kaip išlaikyti ir pagerinti šią funkciją senstant“, – sakė vyresnysis tyrimo autorius Christian González-Billault. Ph.D., kuris yra Čilės universiteto profesorius ir jų smegenų sveikatos ir metabolizmo Geroscience centro direktorius bei Buck instituto docentas.
„Remiantis mūsų ankstesniais darbais, rodančiais, kad ketogeninė dieta pagerina senstančių pelių sveikatą ir atmintį, šis naujas darbas rodo, kad galime pradėti nuo vyresnių gyvūnų ir vis tiek pagerinti senstančių smegenų sveikatą, o pokyčiai pradeda įvykti gana greitai. “ sakė Johnas Newmanas, MD, Ph.D., kurio Buck laboratorija bendradarbiavo su daktaru González-Billault atliekant tyrimą.
Newmanas yra ir Buck instituto docentas, ir Kalifornijos universiteto San Franciske geriatras. „Tai pats išsamiausias iki šiol atliktas ketogeninės dietos ir pelių smegenų senėjimo tyrimas.
Daugiau nei prieš šimtmetį mokslininkai pastebėjo, kad žiurkės, kurios vartojo mažiau maisto, gyveno ilgiau. „Dabar mes žinome, kad galimybė manipuliuoti gyvenimo trukme nereiškia, kad reikia valgyti mažiau”, – sakė Newmanas, bet iš tikrųjų tai yra susiję su signalais ląstelių viduje, kurie įjungia ir išjungia tam tikrus būdus, reaguodami į turimas maistines medžiagas. Daugelis šių būdų yra susiję su senėjimu, pavyzdžiui, baltymų apykaitos ir metabolizmo kontrolė.
Kai kurie iš šių signalų yra ketoniniai kūnai, kuriuos sudaro acetoacetatas (AcAc), β-hidroksibutiratas (BHB) ir daug mažesniu mastu acetonas. Šios molekulės paprastai gaminamos kepenyse. Jie didėja, kai trūksta gliukozės, nesvarbu, ar dėl kalorijų apribojimo, intensyvaus fizinio krūvio ar dėl mažo angliavandenių suvartojimo, pavyzdžiui, laikantis ketogeninės dietos.
Prieš septynerius metus Newmanas vadovavo komandai, kuri paskelbė pirmąjį koncepcijos įrodymą, kad jei ketogeninė dieta padidina pelių ketoninių kūnų kiekį per didžiąją jų suaugusiųjų gyvenimo dalį, tai padeda joms gyventi ilgiau ir sveikiau senti. „Pats ryškiausias poveikis jų sveikatai senstant buvo tai, kad jų atmintis buvo išsaugota; galbūt ji buvo net geresnė nei tada, kai jie buvo jaunesni“, – sakė jis.
Dabartinį tyrimą, skirtą atsakyti, kokia ketogeninės dietos dalis turėjo poveikį ir kaip ji paveikė smegenis molekuliniu lygmeniu, kad pagerintų atmintį, buvo atliktas González-Billault, bendradarbiaudamas su Bucko mokslininkais. Pelėms, kurios laikosi ketogeninės dietos, 90% kalorijų yra šeriamos riebalais ir 10% baltymų, o pelės, kurios laikosi kontrolinės dietos, gavo tiek pat baltymų, bet tik 13% riebalų.
Tiriamoms pelėms, „senesnio amžiaus“, vyresnėms nei dvejų metų, vieną savaitę buvo taikoma ketogeninė dieta, o viena savaitė – kontrolinė dieta, kad pelės nepersivalgytų ir nenutuktų.
Pasak González-Billault, ketogeninės dietos nauda buvo įrodyta atliekant neurofiziologinius ir elgesio eksperimentus su pelėmis, kurie tikrina, kaip gerai veikia atminties generavimo, saugojimo ir atkūrimo mechanizmai seniems gyvūnams.
Kai jie parodė, kad ketogeninė dieta buvo naudinga už atmintį atsakingų sinapsių veikimui, bendradarbiaudami su Bucko profesore Birgit Schilling, mokslų daktarė, jie giliai įsigilino į baltymų sudėtį šiose hipokampo sinapsėse. vadovauja Proteomikos ir masės spektrometrijos centrui.
„Nuostabu, kad ketogeninė dieta sukėlė dramatiškus sinapsės baltymų pokyčius“, – sakė Schillingas. Pasak jos, dar labiau stebina tai, kad pokyčiai prasidėjo po palyginti trumpo dietos laikymosi (išbandyta tik po vienos dietos savaitės) ir laikui bėgant tik ryškėjo (vėl išbandyta po šešių savaičių ir metų).
Tolesni tyrimai parodė, kad sinapsėse ketogeninė dieta suaktyvino tam tikrą signalizacijos kelią (baltymų kinazę A, kuri yra labai svarbi sinapsės veiklai). Tada grupė parodė, kad izoliuotose ląstelėse BHB, pagrindinis ketoninis kūnas, gaminamas laikantis ketogeninės dietos, aktyvina šį kelią.
Tai veda prie idėjos, sakė González-Billault, kad ketoniniai kūnai (ypač BHB) atlieka lemiamą vaidmenį ne tik kaip energijos šaltinis, bet ir kaip signalinė molekulė.
„BHB beveik neabejotinai nėra vienintelė žaidžiama molekulė, bet manome, kad tai yra svarbi dalis norint suprasti, kaip veikia ketogeninė dieta ir ketoniniai kūnai“, – sakė Newmanas. „Tai pirmasis tyrimas, iš tikrųjų sujungiantis giluminius ketoninių kūnų mechanizmus. būdas pagerinti senstančias smegenis“.
Žvelgiant į ateitį, anot jo, kitas žingsnis būtų išsiaiškinti, ar tą pačią atminties apsaugą būtų galima pasiekti naudojant vien BHB, ar galbūt būtų galima pasiekti dar tikslingiau, nei tiesiogiai manipuliuojant baltymų kinazės A signalizacijos keliu.
„Jei galėtume atkurti kai kuriuos ryškų poveikį sinapsių funkcijai ir atminčiai, tiesiog manipuliuodami tuo signalizacijos keliu tinkamose ląstelėse, – sakė jis, – galų gale net nereikėtų valgyti ketogeninės dietos.