קטון β-הידרוקסיבוטיראט משקם זיכרון וסינפסות במהלך דיאטה עתירת שומן

מדענים מספרד, בראשות ד"ר רוקיו רוחאס, פרסמו מחקר רחב היקף בכתב העת Molecular Metabolism, המראה כי β-hydroxybutyrate (BHB) חוסם לחלוטין את ההשפעות הנוירודגנרטיביות של תזונה עשירה בשומנים רוויים על סינפסות ותפקוד קוגניטיבי בעכברים.

למה זה חשוב?

תזונה עשירה בחומצה פלמיטית (השומן הרווי העיקרי ברוב השומנים מן החי ובחלק משמני הצמח) נקשרה זה מכבר לפגיעה בזיכרון ולירידה בפלסטיות הסינפטית. בינתיים, BHB, מטבוליט קטוני מרכזי המיוצר במהלך צום או דיאטה קטוגנית, משמש כמקור אנרגיה חלופי לנוירונים וידוע בהשפעותיו האנטי-דלקתיות והאפיגנטיות.

שיטות ותכנון ניסיוני

1. תרבית נוירונים קורטיקליים

   • נוירונים של עכברים הודגרו עם 200 מיקרומולר חומצה פלמיטית, מה שהביא לירידה בצפיפות קולטני AMPA GluA1 על הממברנה ועיכוב של העברה סינפטית.

   • במקביל, נוספו 5 mM BHB לתרבית. המדענים גילו ש-BHB לא רק הגביר את ביטוי GluA1 בפני עצמו, אלא גם ניטרל לחלוטין את ההשפעה המזיקה של פלמיטט.

2. מקטעים בהיפוקמפוס

   • פרמטרים אלקטרופיזיולוגיים של סינפסות הוערכו בפרוסות מוח חיות. חומצה פלמיטית הפחיתה הן את האמפליטודה והן את הפוטנציאציה ארוכת הטווח (LTP), אינדיקטור לפלסטיות סינפטית. הכנסת BHB לתמיסה החזירה פרמטרים אלה לרמה ההתחלתית.

3. בדיקות התנהגות בבעלי חיים

   • קבוצת עכברים קיבלה תזונה המכילה 49 אחוזים מהקלוריות שלהם משומן רווי במשך חודשיים. קבוצת ביקורת אכלה תזונה סטנדרטית.

   • הזיכרון נמדד במבוך מוריס: תזונה עתירת שומן הביאה להידרדרות בזמן חיפוש הפלטפורמה, בעוד שמינון פומי יומי של BHB (100 מ"ג/ק"ג) החזיר לחלוטין את הביצועים לרמתם של חיות הביקורת.

מנגנונים מולקולריים

• מטבוליזם אנרגטי: BHB מעביר נוירונים ממסלול תלוי גלוקוז למסלול תלוי קטונים לייצור ATP, ובכך מפחית היווצרות עודפת של מיני חמצן ריאקטיביים במהלך ניצול שומן.
• השפעה אנטי דלקתית: BHB מעכב את הפעלת האינפלמזום NLRP3, מפחית את שחרור הציטוקינים הפרו-דלקתיים ומגן על נוירונים מפני נזק דלקתי משני.
• בקרה אפיגנטית: BHB פועל כמעכב טבעי של היסטון דיאצטילאזות (HDAC), מה שמוביל לאצטילציה מוגברת של חלבוני היסטון ותעתוק מוגבר של גנים האחראים על שיפוץ סינפטי ונוירו-הגנה.

סיכויים ליישום קליני

המחברים מדגישים כי BHB עשוי להיות נוירופרוטקטור מבטיח עבור אנשים הנמצאים בדיאטות לא בריאות או הסובלים מהשמנת יתר ותסמונת מטבולית. מחקרים נוספים צריכים לקבוע:

• מינונים אופטימליים ומתן BHB בבני אדם
• משך ובטיחות הצריכה - כדי למנוע לחץ קטוטי בחולים עם פתולוגיות קרדיווסקולריות או כליות.
• אפשרות לסינתזה של אנלוגים יציבים של BHB עם זמינות ביולוגית משופרת.

"העבודה שלנו מדגימה ש-BHB לא רק מפצה על גירעונות אנרגיה, אלא גם משקם ישירות מולקולות הולכה סינפטיות מרכזיות, ומגן על הזיכרון מפני נזקי שומן", מסכם ד"ר רוחאס.

מחקר זה פותח את הדלת לתוספי תזונה ותרופות חדשות שעשויות להגן על המוח לנוכח תזונה מודרנית עשירה בשומנים רוויים וירידה קוגניטיבית איטית.