У кетогенной диеты, с ее высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов, есть как приверженцы, так и противники среди людей, соблюдающих диету. Однако недавнее исследование, проведенное учеными из Чилийского университета, продемонстрировало ее научно подтвержденное благотворное влияние на память у мышей.
Результаты этой работы, опубликованные в научном журнале Cell Reports Medicine, открывают новые перспективы для воздействия на процессы памяти на молекулярном уровне без необходимости строгого соблюдения кетогенной диеты или ее побочных эффектов.
"Наша работа показывает, что в целом эффекты кетогенной диеты благотворно влияют на функционирование мозга, и мы предлагаем механизм действия, способствующий поддержанию и улучшению этой функции в процессе старения", - прокомментировал профессор Кристиан Гонсалес-Бийо, один из авторов исследования.
Джон Ньюман, также участвовавший в исследовании, пояснил, что, опираясь на предыдущие работы, демонстрирующие улучшение продолжительности жизни и памяти у стареющих мышей на кетогенной диете, новое исследование показывает, что положительные эффекты проявляются даже при начале диеты в более позднем возрасте. Кроме того, изменения начинают происходить относительно быстро. По его словам, на сегодняшний день это наиболее детальное исследование влияния кетогенной диеты на здоровье стареющего мозга у мышей.
Более века назад исследователи заметили, что крысы, потребляющие меньше пищи, живут дольше. Однако, как объясняет Ньюман, секрет долголетия заключается не в ограничении калорий, а в сигналах внутри клеток, которые активируют или деактивируют определенные пути в зависимости от доступных питательных веществ. Многие из этих путей связаны со старением, например, контроль обмена белка и метаболизма.
Одними из таких сигнальных молекул являются кетоновые тела, состоящие из ацетоацетата, бета-гидроксибутирата и, в гораздо меньшей степени, ацетона. Эти молекулы обычно производятся в печени и усиливаются при дефиците глюкозы, будь то из-за ограничения калорий, интенсивных физических упражнений или низкого потребления углеводов, как в случае с кетогенной диетой.
Семь лет назад команда Ньюмана опубликовала первое доказательство того, что если мыши находятся на кетогенной диете с повышенным уровнем кетоновых тел в течение большей части взрослой жизни, это помогает им жить дольше и стареть более здоровым образом.
"Самым поразительным эффектом на их здоровье по мере старения было сохранение памяти, возможно, даже лучшей, чем в молодости", - добавил автор исследования.
В текущем исследовании ученые стремились выяснить, какая именно составляющая кетогенной диеты оказывает этот эффект и как она влияет на мозг на молекулярном уровне, улучшая память. Мыши на кетогенной диете получали 90% калорий из жиров и 10% из белков, в то время как мыши на контрольной диете получали такое же количество белка, но только 13% жира.
Пожилые мыши старше двух лет получали одну неделю кетогенной диеты, чередуясь с одной неделей контрольной диеты, чтобы предотвратить переедание и ожирение. Согласно комментарию Гонсалеса-Бийо, преимущества кетогенной диеты были продемонстрированы посредством нейрофизиологических и поведенческих экспериментов на мышах, проверяющих работу механизмов, участвующих в формировании, хранении и извлечении памяти у пожилых животных.
После того, как ученые показали, что кетогенная диета, по-видимому, улучшает работу синапсов, отвечающих за память, они углубились в изучение состава белков в этих синапсах в гиппокампе в сотрудничестве с профессором Биргит Шиллинг.
"Удивительно, но мы обнаружили, что кетогенная диета вызвала резкие изменения в белках синапса", - добавила Шиллинг.
Еще более удивительным было то, что изменения начались после относительно непродолжительного соблюдения диеты (проверено после одной недели) и со временем стали более выраженными (повторное тестирование прошло через шесть недель и год).
Дальнейшие исследования показали, что в синапсах при кетогенной диете активируется определенный сигнальный путь (протеинкиназа A, имеющая решающее значение для активности синапсов). Затем на изолированных клетках команда продемонстрировала, что бета-гидроксибутират, основное кетоновое тело, вырабатываемое при кетогенной диете, активирует этот путь.
Это привело к гипотезе, что кетоновые тела (в частности, бета-гидроксибутират) играют решающую роль не только как источник энергии, но и как сигнальные молекулы.
"Бета-гидроксибутират почти наверняка не единственная действующая молекула, но мы думаем, что это важная часть понимания того, как работают кетогенная диета и кетоновые тела", - прокомментировал Ньюман.
В перспективе следующим шагом будет выяснить, можно ли достичь такой же защиты памяти, используя только бета-гидроксибутират или, возможно, действуя еще более целенаправленно, путем непосредственного воздействия на сигнальный путь протеинкиназы A.
"Если бы мы могли воссоздать некоторые общие эффекты на функцию синапсов и память, просто манипулируя этим сигнальным путем в нужных клетках, в конце концов, нам даже не пришлось бы соблюдать кетогенную диету", - заключил Ньюман.
