Ketooni β-hüdroksübutüraat taastab mälu ja sünapsid kõrge rasvasisaldusega dieedi ajal

Hispaania teadlased dr Roquio Rojase juhtimisel avaldasid ajakirjas Molecular Metabolism ulatusliku uuringu, mis näitas, et β-hüdroksübutüraat (BHB) blokeerib täielikult küllastunud rasvade rikka dieedi neurodegeneratiivseid mõjusid hiirte sünapsidele ja kognitiivsele funktsioonile.

Miks see oluline on?

Palmitiinhappe (peamine küllastunud rasv enamikus loomsetes rasvades ja mõnedes taimsetes õlides) rikkaid toite on pikka aega seostatud mäluhäirete ja sünaptilise plastilisuse vähenemisega. Samal ajal toimib BHB, mis on peamine ketooni metaboliit, mida toodetakse paastumise või ketogeense dieedi ajal, neuronitele alternatiivse energiaallikana ning on tuntud oma põletikuvastase ja epigeneetilise toime poolest.

Meetodid ja eksperimentaalne disain

1. Kortikaalse neuroni kultuur

   • Hiire neuroneid inkubeeriti 200 µM palmitiinhappega, mille tulemusel vähenes AMPA GluA1 retseptorite tihedus membraanil ja pärssis sünaptilist ülekannet.

   • Paralleelselt lisati kultuurile 5 mM BHB-d. Teadlased leidsid, et BHB mitte ainult ei suurendanud GluA1 ekspressiooni, vaid neutraliseeris täielikult ka palmitaadi kahjuliku mõju.

2. Hippokampuse sektsioonid

   • Sünapside elektrofüsioloogilisi parameetreid hinnati elavatel ajulõikudel. Palmitiinhape vähendas nii amplituudi kui ka pikaajalist potentseerimist (LTP), mis on sünaptilise plastilisuse näitaja. BHB lisamine keskkonda taastas need parameetrid algtasemele.

3. Käitumistestid loomadel

   • Hiirte rühmale söödeti kaks kuud toitu, mis sisaldas 49 protsenti nende kaloritest küllastunud rasvadest. Kontrollrühm sõi standardset toitu.

   • Mälu mõõdeti Maurice'i labürindis: kõrge rasvasisaldusega dieet põhjustas platvormi otsimise aja halvenemist, samas kui BHB igapäevane suukaudne annus (100 mg/kg) taastas soorituse täielikult kontroll-loomade tasemele.

Molekulaarsed mehhanismid

• Energiametabolism: BHB lülitab neuronid glükoosist sõltuvalt ketoonist sõltuvale rajale ATP tootmiseks, vähendades reaktiivsete hapnikuühendite liigset moodustumist rasvade kasutamise ajal.
• Põletikuvastane toime: BHB pärsib NLRP3 inflammasoomi aktivatsiooni, vähendades põletikuliste tsütokiinide vabanemist ja kaitstes neuroneid sekundaarse põletikulise kahjustuse eest.
• Epigeneetiline regulatsioon: BHB toimib histoondeatsetülaaside (HDAC) loodusliku inhibiitorina, mis viib histoonvalkude atsetüülimise suurenemiseni ja sünaptilise ümberehituse ja neuroprotektsiooni eest vastutavate geenide transkriptsiooni suurenemiseni.

Kliinilise rakenduse väljavaated

Autorid rõhutavad, et BHB võib olla paljulubav neuroprotektor inimestele, kes peavad ebatervislikku toitumist või kannatavad rasvumise ja metaboolse sündroomi all. Edasised uuringud peaksid kindlaks tegema:

• BHB optimaalsed annused ja manustamine inimestele
• Manustamise kestus ja ohutus – ketootilise stressi vältimiseks südame-veresoonkonna või neerupatoloogiatega patsientidel.
• Võimalus sünteesida stabiilseid BHB analooge parema biosaadavusega.

„Meie töö näitab, et BHB mitte ainult ei kompenseeri energiadefitsiiti, vaid taastab ka otseselt peamised sünaptilised ülekandemolekulid, kaitstes mälu rasvakahjustuste eest,“ järeldab dr Rojas.

See uuring avab ukse uutele toidulisanditele ja ravimitele, mis võivad kaitsta aju tänapäevase küllastunud rasvaderikka dieedi ja aeglase kognitiivse languse tingimustes.