Η β-υδροξυβουτυρική κετόνη αποκαθιστά τη μνήμη και τις συνάψεις κατά τη διάρκεια δίαιτας υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά

Επιστήμονες από την Ισπανία, με επικεφαλής τον Δρ. Roquio Rojas, δημοσίευσαν μια μελέτη μεγάλης κλίμακας στο Molecular Metabolism που δείχνει ότι το β-υδροξυβουτυρικό (BHB) μπλοκάρει πλήρως τις νευροεκφυλιστικές επιδράσεις μιας διατροφής πλούσιας σε κορεσμένα λιπαρά στις συνάψεις και τη γνωστική λειτουργία σε ποντίκια.

Γιατί είναι αυτό σημαντικό;

Οι δίαιτες με υψηλή περιεκτικότητα σε παλμιτικό οξύ (το κύριο κορεσμένο λίπος στα περισσότερα ζωικά λίπη και σε ορισμένα φυτικά έλαια) έχουν από καιρό συνδεθεί με την εξασθένηση της μνήμης και τη μειωμένη συναπτική πλαστικότητα. Εν τω μεταξύ, το BHB, ένας βασικός μεταβολίτης κετόνης που παράγεται κατά τη διάρκεια της νηστείας ή μιας κετογονικής δίαιτας, χρησιμεύει ως εναλλακτική πηγή ενέργειας για τους νευρώνες και είναι γνωστό για τις αντιφλεγμονώδεις και επιγενετικές του επιδράσεις.

Μέθοδοι και πειραματικός σχεδιασμός

1. Καλλιέργεια φλοιωδών νευρώνων

   • Νευρώνες ποντικού επωάστηκαν με 200 μM παλμιτικό οξύ, το οποίο είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της πυκνότητας των υποδοχέων AMPA GluA1 στη μεμβράνη και την αναστολή της συναπτικής μετάδοσης.

   • Παράλληλα, προστέθηκαν στην καλλιέργεια 5 mM BHB. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το BHB όχι μόνο αύξησε την έκφραση GluA1 από μόνο του, αλλά εξουδετέρωσε επίσης πλήρως την επιβλαβή επίδραση του παλμιτικού.

2. Ιπποκαμπικές τομές

   • Οι ηλεκτροφυσιολογικές παράμετροι των συνάψεων αξιολογήθηκαν σε τομές ζωντανού εγκεφάλου. Το παλμιτικό οξύ μείωσε τόσο το πλάτος όσο και τη μακροπρόθεσμη δυναμικοποίηση (LTP), έναν δείκτη συναπτικής πλαστικότητας. Η εισαγωγή BHB στο μέσο επανέφερε αυτές τις παραμέτρους στο αρχικό επίπεδο.

3. Δοκιμές συμπεριφοράς σε ζώα

   • Μια ομάδα ποντικών τράφηκε με μια δίαιτα που περιείχε το 49% των θερμίδων τους από κορεσμένα λιπαρά για δύο μήνες. Μια ομάδα ελέγχου ακολούθησε μια τυπική δίαιτα.

   • Η μνήμη μετρήθηκε στον λαβύρινθο Maurice: μια δίαιτα με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά είχε ως αποτέλεσμα την επιδείνωση του χρόνου αναζήτησης στην πλατφόρμα, ενώ μια ημερήσια από του στόματος δόση BHB (100 mg/kg) αποκατέστησε πλήρως την απόδοση στο επίπεδο των ζώων ελέγχου.

Μοριακοί μηχανισμοί

• Μεταβολισμός Ενέργειας: Το BHB μετατρέπει τους νευρώνες από μια εξαρτώμενη από τη γλυκόζη σε μια εξαρτώμενη από κετόνες οδό για την παραγωγή ATP, μειώνοντας τον υπερβολικό σχηματισμό δραστικών ειδών οξυγόνου κατά την αξιοποίηση του λίπους.
• Αντιφλεγμονώδης δράση: Το BHB αναστέλλει την ενεργοποίηση του φλεγμονώματος NLRP3, μειώνοντας την απελευθέρωση προφλεγμονωδών κυτοκινών και προστατεύοντας τους νευρώνες από δευτερογενή φλεγμονώδη βλάβη.
• Επιγενετική ρύθμιση: Η BHB δρα ως φυσικός αναστολέας των ιστονικών αποακετυλασών (HDAC), γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη ακετυλίωση των ιστονικών πρωτεϊνών και αυξημένη μεταγραφή γονιδίων που είναι υπεύθυνα για την συναπτική αναδιαμόρφωση και τη νευροπροστασία.

Προοπτικές για κλινική εφαρμογή

Οι συγγραφείς τονίζουν ότι το BHB μπορεί να αποτελέσει έναν πολλά υποσχόμενο νευροπροστατευτικό παράγοντα για άτομα που ακολουθούν ανθυγιεινή διατροφή ή πάσχουν από παχυσαρκία και μεταβολικό σύνδρομο. Περαιτέρω μελέτες θα πρέπει να προσδιορίσουν:

• Βέλτιστες δοσολογίες και χορήγηση BHB σε ανθρώπους
• Διάρκεια και ασφάλεια λήψης - για την αποφυγή κετωτικού στρες σε ασθενείς με καρδιαγγειακές ή νεφρικές παθολογίες.
• Δυνατότητα σύνθεσης σταθερών αναλόγων BHB με βελτιωμένη βιοδιαθεσιμότητα.

«Η εργασία μας καταδεικνύει ότι το BHB όχι μόνο αντισταθμίζει τα ενεργειακά ελλείμματα, αλλά και αποκαθιστά άμεσα βασικά μόρια συναπτικής μετάδοσης, προστατεύοντας τη μνήμη από τη βλάβη από το λίπος», καταλήγει ο Δρ. Ρόχας.

Αυτή η έρευνα ανοίγει την πόρτα σε νέα θρεπτικά συστατικά και φάρμακα που μπορεί να προστατεύσουν τον εγκέφαλο ενόψει μιας σύγχρονης διατροφής πλούσιας σε κορεσμένα λιπαρά και της αργής γνωστικής παρακμής.