Кетон β-гидроксибутират восстанавливает память и синапсы при диете с высоким содержанием жиров

Учёные из Испании под руководством д-ра Рокио Рохас опубликовали в Molecular Metabolism масштабное исследование, показавшее, что β-гидроксибутират (BHB) полностью блокирует нейродегенеративные эффекты диеты, богатой насыщенными жирами, на синапсы и когнитивные функции у мышей.

Почему это важно?

Диеты с высоким содержанием пальмитиновой кислоты (основного насыщенного жира в большинстве жиров животных и некоторых растительных масел) давно связывают с ухудшением памяти и снижением синаптической пластичности. При этом BHB — ключевой кетонный метаболит, образующийся при голодании или кетогенной диете — служит для нейронов альтернативным источником энергии и известен своими противовоспалительными и эпигенетическими эффектами.

Методы и дизайн эксперимента

1. Культура кортикальных нейронов

   • Нейроны мышей инкубировали с 200 µM пальмитиновой кислоты, что приводило к снижению плотности AMPA-рецепторов GluA1 на мембране и угнетению синаптической передачи.

   • Параллельно к культуре добавляли 5 mM BHB. Учёные выявили, что BHB не только повышал экспрессию GluA1 самостоятельно, но и полностью нейтрализовал пагубный эффект пальмитата.

2. Гиппокампальные срезы

   • На живых мозговых срезах оценивали электрофизиологические параметры синапсов. Пальмитиновая кислота снижала как амплитуду, так и долговременную потенциацию (LTP), показатель синаптической пластичности. Введение BHB в среду возвращало эти параметры к исходному уровню.

3. Поведенческие тесты у животных

   • Группа мышей в течение двух месяцев получала диету, в которой 49 % калорий приходилось на насыщенные жиры. Контрольная группа ела стандартный корм.

   • Измеряли память в лабиринте Мориса: насыщенная жирная диета приводила к ухудшению времени поиска платформы, тогда как ежедневная пероральная доза BHB (100 мг/кг) полностью восстанавливала показатели до уровня контрольных животных.

Молекулярные механизмы

• Энергетический метаболизм: BHB переключает нейроны с глюкозозависимого на кетозависимый путь получения АТФ, снижая избыточное образование реактивных кислородных видов при утилизации жиров.
• Противовоспалительный эффект: BHB ингибирует активацию инфламмасомы NLRP3, уменьшая высвобождение провоспалительных цитокинов и защищая нейроны от вторичного воспалительного повреждения.
• Эпигенетическая регуляция: BHB выступает естественным ингибитором гистондеацетилаз (HDAC), что приводит к увеличению ацетилирования гистоновых белков и повышенной транскрипции генов, отвечающих за синаптическое ремоделирование и нейропротекцию.

Перспективы клинического применения

Авторы подчёркивают, что BHB может быть перспективным нейропротектором для людей, соблюдающих нездоровые диеты или страдающих ожирением и метаболическим синдромом. Дальнейшие исследования должны определить:

• Оптимальные дозировки и режим введения BHB у человека
• Длительность и безопасность приёмов — чтобы избежать ?кетотического стресса у пациентов с сердечно-сосудистыми или почечными патологиями.
• Возможность синтеза устойчивых BHB-аналогов с улучшенной биодоступностью.

«Наша работа демонстрирует, что BHB не просто компенсирует энергетический дефицит, но и непосредственно восстанавливает ключевые молекулы синаптической передачи, защищая память от жирового удара», — заключает д-р Рохас.

Это исследование открывает путь к новым нутрицевтикам и лекарственным средствам, которые могут защищать мозг в условиях современного рациона, богатого насыщенными жирами, и замедлять когнитивный упадок.