Кетон β-хидроксибутират възстановява паметта и синапсите по време на диета с високо съдържание на мазнини

Учени от Испания, водени от д-р Рокио Рохас, публикуваха мащабно проучване в списание „Molecular Metabolism“, показващо, че β-хидроксибутиратът (BHB) напълно блокира невродегенеративните ефекти на диета, богата на наситени мазнини, върху синапсите и когнитивната функция при мишки.

Защо това е важно?

Диетите с високо съдържание на палмитинова киселина (основната наситена мазнина в повечето животински мазнини и някои растителни масла) отдавна са свързани с увреждане на паметта и намалена синаптична пластичност. Междувременно, BHB, ключов кетон метаболит, произвеждан по време на гладуване или кетогенна диета, служи като алтернативен източник на енергия за невроните и е известен със своите противовъзпалителни и епигенетични ефекти.

Методи и експериментален дизайн

1. Култура на кортикални неврони

   • Миши неврони бяха инкубирани с 200 µM палмитинова киселина, което доведе до намаляване на плътността на AMPA GluA1 рецепторите върху мембраната и инхибиране на синаптичното предаване.

   • Успоредно с това към културата е добавен 5 mM BHB. Учените установяват, че BHB не само увеличава експресията на GluA1 самостоятелно, но и напълно неутрализира вредния ефект на палмитата.

2. Хипокампални срези

   • Електрофизиологичните параметри на синапсите бяха оценени в живи мозъчни срезове. Палмитиновата киселина намали както амплитудата, така и дългосрочната потенциация (LTP), индикатор за синаптична пластичност. Въвеждането на BHB в средата върна тези параметри до първоначалното им ниво.

3. Поведенчески тестове при животни

   • Група мишки са били хранени с диета, съдържаща 49 процента от калориите им от наситени мазнини в продължение на два месеца. Контролна група е била на стандартна диета.

   • Паметта беше измерена в лабиринта на Морис: диета с високо съдържание на мазнини доведе до влошаване на времето за търсене на платформа, докато дневната перорална доза BHB (100 mg/kg) напълно възстанови производителността до нивото на контролните животни.

Молекулярни механизми

• Енергиен метаболизъм: BHB превключва невроните от глюкозо-зависим към кетон-зависим път за производство на АТФ, намалявайки излишното образуване на реактивни кислородни видове по време на усвояването на мазнините.
• Противовъзпалителен ефект: BHB инхибира активирането на NLRP3 инфламазома, намалявайки освобождаването на провъзпалителни цитокини и предпазвайки невроните от вторично възпалително увреждане.
• Епигенетична регулация: BHB действа като естествен инхибитор на хистоновите деацетилази (HDAC), което води до повишено ацетилиране на хистонови протеини и повишена транскрипция на гени, отговорни за синаптичното ремоделиране и невропротекцията.

Перспективи за клинично приложение

Авторите подчертават, че BHB може да бъде обещаващ невропротектор за хора, които са на нездравословна диета или страдат от затлъстяване и метаболитен синдром. По-нататъшни проучвания би трябвало да определят:

• Оптимални дози и приложение на BHB при хора
• Продължителност и безопасност на приема - за избягване на кетозен стрес при пациенти със сърдечно-съдови или бъбречни патологии.
• Възможност за синтезиране на стабилни BHB аналози с подобрена бионаличност.

„Нашата работа показва, че BHB не само компенсира енергийните дефицити, но и директно възстановява ключови синаптични предавателни молекули, предпазвайки паметта от увреждане от мазнините“, заключава д-р Рохас.

Това изследване отваря вратата към нови хранителни добавки и лекарства, които могат да защитят мозъка в условията на съвременна диета, богата на наситени мазнини, и да забавят когнитивния спад.