คีโตน β-ไฮดรอกซีบิวทิเรตช่วยฟื้นฟูความจำและไซแนปส์ระหว่างการรับประทานอาหารไขมันสูง

นักวิทยาศาสตร์จากสเปน นำโดยดร. โรคิโอ โรฮาส ตีพิมพ์ผลการศึกษาวิจัยขนาดใหญ่ในวารสาร Molecular Metabolismซึ่งแสดงให้เห็นว่า β-hydroxybutyrate (BHB) ปิดกั้นผลต่อการเสื่อมของระบบประสาทจากอาหารที่มีไขมันอิ่มตัวสูงต่อไซแนปส์และการทำงานของระบบประสาทในหนูได้อย่างสมบูรณ์

เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญ?

การรับประทานอาหารที่มีกรดปาล์มิติกสูง (ซึ่งเป็นไขมันอิ่มตัวหลักในไขมันสัตว์ส่วนใหญ่และน้ำมันพืชบางชนิด) มักถูกเชื่อมโยงกับภาวะความจำเสื่อมและความยืดหยุ่นของซินแนปส์ที่ลดลง ขณะเดียวกัน BHB ซึ่งเป็นสารเมตาบอไลต์คีโตนหลักที่ผลิตขึ้นระหว่างการอดอาหารหรืออาหารคีโตเจนิก ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานทางเลือกสำหรับเซลล์ประสาท และเป็นที่รู้จักในฤทธิ์ต้านการอักเสบและฤทธิ์ทางเอพิเจเนติก

วิธีการและการออกแบบการทดลอง

1. การเพาะเลี้ยงเซลล์ประสาทในเปลือกสมอง

   • เซลล์ประสาทของหนูถูกฟักกับกรดปาล์มิติก 200 µM ซึ่งส่งผลให้ความหนาแน่นของตัวรับ AMPA GluA1 บนเยื่อหุ้มเซลล์ลดลง และมีการยับยั้งการส่งสัญญาณซินแนปส์

   • ในขณะเดียวกัน ยังได้เติม BHB 5 มิลลิโมลาร์ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ นักวิทยาศาสตร์พบว่า BHB ไม่เพียงแต่เพิ่มการแสดงออกของ GluA1 เพียงอย่างเดียวเท่านั้น แต่ยังช่วยขจัดผลกระทบที่เป็นอันตรายของปาล์มิเตตได้อย่างสมบูรณ์อีกด้วย

2. ส่วนฮิปโปแคมปัส

   • มีการประเมินพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของไซแนปส์ในชิ้นสมองที่มีชีวิต กรดปาล์มิติกลดทั้งแอมพลิจูดและการเพิ่มศักยภาพในระยะยาว (LTP) ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ความยืดหยุ่นของไซแนปส์ การเติม BHB เข้าไปในอาหารเลี้ยงเชื้อทำให้พารามิเตอร์เหล่านี้กลับสู่ระดับเริ่มต้น

3. การทดสอบพฤติกรรมในสัตว์

   • หนูกลุ่มหนึ่งได้รับอาหารที่มีไขมันอิ่มตัว 49 เปอร์เซ็นต์ของแคลอรีเป็นเวลาสองเดือน ส่วนหนูกลุ่มควบคุมได้รับอาหารมาตรฐาน

   • ความจำถูกวัดในเขาวงกตของ Maurice: อาหารที่มีไขมันสูงส่งผลให้เวลาในการค้นหาบนแพลตฟอร์มลดลง ในขณะที่การให้ BHB ทางปากทุกวัน (100 มก./กก.) ช่วยฟื้นฟูประสิทธิภาพให้กลับสู่ระดับของสัตว์ควบคุมได้อย่างสมบูรณ์

กลไกโมเลกุล

• การเผาผลาญพลังงาน: BHB สลับเซลล์ประสาทจากเส้นทางที่ขึ้นอยู่กับกลูโคสไปเป็นเส้นทางที่ขึ้นอยู่กับคีโตนเพื่อผลิต ATP ลดการก่อตัวของอนุมูลออกซิเจนที่มีปฏิกิริยามากเกินไปในระหว่างการใช้ไขมัน
• ฤทธิ์ต้านการอักเสบ: BHB ยับยั้งการทำงานของอินฟลัมโมโซม NLRP3 ลดการปล่อยไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ และปกป้องเซลล์ประสาทจากความเสียหายจากการอักเสบรอง
• การควบคุมทางเอพิเจเนติกส์: BHB ทำหน้าที่เป็นสารยับยั้งตามธรรมชาติของฮิสโตนดีอะซิทิเลส (HDAC) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการอะซิทิเลชันของโปรตีนฮิสโตนและการถอดรหัสของยีนที่รับผิดชอบในการปรับโครงสร้างซินแนปส์และการปกป้องระบบประสาทที่เพิ่มขึ้น

แนวโน้มการประยุกต์ใช้ทางคลินิก

ผู้เขียนเน้นย้ำว่า BHB อาจเป็นสารปกป้องระบบประสาทที่มีแนวโน้มดีสำหรับผู้ที่รับประทานอาหารที่ไม่ดีต่อสุขภาพ หรือผู้ที่กำลังเผชิญกับภาวะโรคอ้วนและกลุ่มอาการเมตาบอลิก การศึกษาเพิ่มเติมควรพิจารณา:

• ปริมาณที่เหมาะสมและการบริหาร BHB ในมนุษย์
• ระยะเวลาและความปลอดภัยของการรับประทาน - เพื่อหลีกเลี่ยงภาวะเครียดคีโตซิสในผู้ป่วยที่มีโรคหลอดเลือดหัวใจหรือไต
• ความเป็นไปได้ในการสังเคราะห์อะนาล็อก BHB ที่เสถียรพร้อมการดูดซึมทางชีวภาพที่ดีขึ้น

“งานวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่า BHB ไม่เพียงแต่ชดเชยการขาดพลังงานเท่านั้น แต่ยังฟื้นฟูโมเลกุลการส่งสัญญาณซินแนปส์ที่สำคัญโดยตรงอีกด้วย ช่วยปกป้องความจำจากความเสียหายจากไขมัน” ดร. โรฮัสสรุป

งานวิจัยนี้เปิดประตูสู่ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและยาใหม่ๆ ที่อาจช่วยปกป้องสมองจากการรับประทานอาหารสมัยใหม่ที่มีไขมันอิ่มตัวสูงและการเสื่อมถอยของความสามารถในการรับรู้ที่ช้าลง