Keton β-hydroxybutyrat genopretter hukommelse og synapser under en fedtrig kost

Forskere fra Spanien, ledet af Dr. Roquio Rojas, har offentliggjort et omfattende studie i Molecular Metabolism, der viser, at β-hydroxybutyrat (BHB) fuldstændigt blokerer de neurodegenerative virkninger af en kost rig på mættede fedtsyrer på synapser og kognitiv funktion hos mus.

Hvorfor er dette vigtigt?

Kost med et højt indhold af palmitinsyre (det primære mættede fedt i de fleste animalske fedtstoffer og nogle vegetabilske olier) har længe været forbundet med hukommelsessvækkelse og nedsat synaptisk plasticitet. Samtidig fungerer BHB, en vigtig ketonmetabolit, der produceres under faste eller en ketogen diæt, som en alternativ energikilde for neuroner og er kendt for sine antiinflammatoriske og epigenetiske virkninger.

Metoder og eksperimentelt design

1. Kortikal neuronkultur

   • Musneuroner blev inkuberet med 200 µM palmitinsyre, hvilket resulterede i et fald i tætheden af AMPA GluA1-receptorer på membranen og hæmning af synaptisk transmission.

   • Parallelt blev 5 mM BHB tilsat kulturen. Forskerne fandt ud af, at BHB ikke blot øgede GluA1-ekspressionen i sig selv, men også fuldstændigt neutraliserede palmitatens skadelige virkning.

2. Hippocampus-sektioner

   • Elektrofysiologiske parametre for synapser blev vurderet i levende hjerneskiver. Palmitinsyre reducerede både amplitude og langtidspotentiering (LTP), en indikator for synaptisk plasticitet. Introduktion af BHB i mediet bragte disse parametre tilbage til det oprindelige niveau.

3. Adfærdstests hos dyr

   • En gruppe mus fik i to måneder en kost, der indeholdt 49 procent af deres kalorier fra mættet fedt. En kontrolgruppe spiste en standardkost.

   • Hukommelsen blev målt i Maurice-labyrinten: en fedtrig kost resulterede i en forringelse af platformsøgningstiden, hvorimod en daglig oral dosis BHB (100 mg/kg) fuldstændigt gendannede ydeevnen til niveauet for kontroldyrene.

Molekylære mekanismer

• Energimetabolisme: BHB skifter neuroner fra en glukoseafhængig til en ketonafhængig vej til produktion af ATP, hvilket reducerer overskydende dannelse af reaktive iltarter under fedtudnyttelse.
• Antiinflammatorisk effekt: BHB hæmmer aktivering af NLRP3-inflammasomer, hvilket reducerer frigivelsen af proinflammatoriske cytokiner og beskytter neuroner mod sekundær inflammatorisk skade.
• Epigenetisk regulering: BHB fungerer som en naturlig hæmmer af histondeacetylaser (HDAC), hvilket fører til øget acetylering af histonproteiner og øget transkription af gener, der er ansvarlige for synaptisk ombygning og neurobeskyttelse.

Udsigter til klinisk anvendelse

Forfatterne understreger, at BHB kan være en lovende neurobeskytter for personer med usunde kostvaner eller som lider af fedme og metabolisk syndrom. Yderligere undersøgelser bør fastslå:

• Optimale doseringer og administration af BHB hos mennesker
• Varighed og sikkerhed ved indtagelse - for at undgå ketotisk stress hos patienter med kardiovaskulære eller nyresygdomme.
• Mulighed for at syntetisere stabile BHB-analoger med forbedret biotilgængelighed.

"Vores arbejde viser, at BHB ikke kun kompenserer for energiunderskud, men også direkte genopretter vigtige synaptiske transmissionsmolekyler og beskytter hukommelsen mod fedtskader," konkluderer Dr. Rojas.

Denne forskning åbner døren for nye nutraceutiske produkter og lægemidler, der kan beskytte hjernen i lyset af en moderne kost rig på mættede fedtsyrer og langsom kognitiv tilbagegang.