للنظام الغذائي الكيتوني مؤيدوه ومنتقدوه بين من يتبعون الحميات الغذائية، ولكن على أي حال، فقد أثر النظام الغذائي تأثيرًا موثقًا علميًا على ذاكرة الفئران. أثناء كشفهم عن كيفية تعزيز النظام الغذائي الغني بالدهون ومنخفض الكربوهيدرات للذاكرة لدى الفئران المسنة، اكتشف علماء من Buck وفريق من جامعة تشيلي مسارًا جزيئيًا جديدًا يحسن وظيفة المشابك العصبية ويساعد في تفسير فوائد النظام الغذائي لصحة الدماغ والشيخوخة. تقدم النتائج، التي نُشرت في عدد 5 يونيو 2024 من مجلة Cell Reports Medicine، طرقًا جديدة لاستهداف تأثيرات الذاكرة على المستوى الجزيئي دون الحاجة إلى نظام غذائي كيتوني أو منتجاته الثانوية.
قال المؤلف الرئيسي للدراسة، الدكتور كريستيان غونزاليس-بيلاولت، الأستاذ في جامعة تشيلي ورئيس مركز علوم الشيخوخة لصحة الدماغ والتمثيل الغذائي هناك، والأستاذ الزائر في معهد Buck: "تُظهر أبحاثنا أن تأثيرات النظام الغذائي الكيتوني تؤثر بشكل إيجابي على وظائف الدماغ بشكل عام. بالإضافة إلى ذلك، نقدم آلية عمل توفر استراتيجية للحفاظ على هذه الوظيفة وتحسينها مع التقدم في العمر."
قال جون نيومان، الحاصل على دكتوراه في الطب والدكتوراه، الذي تعاون مختبره في Buck مع الدكتور غونزاليس-بيلاولت في الدراسة: "بناءً على أبحاثنا السابقة التي أظهرت أن النظام الغذائي الكيتوني يحسن فترة الصحة والذاكرة لدى الفئران المسنة، تُظهر هذه الدراسة الجديدة أنه يمكننا البدء بالحيوانات المسنة ومع ذلك تحسين صحة الدماغ مع التقدم في العمر، وأن التغييرات تحدث بسرعة نسبية". نيومان هو أيضًا أستاذ مساعد في معهد Buck وأخصائي أمراض شيخوخة في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو. "إنها الدراسة الأكثر تفصيلاً حتى الآن حول النظام الغذائي الكيتوني والدماغ المسن للفئران."
قبل أكثر من قرن من الزمان، لاحظ الباحثون أن الفئران التي تناولت كميات أقل من الطعام عاشت لفترة أطول. "نحن نعلم الآن أن القدرة على التأثير في طول العمر لا تعتمد على تناول كميات أقل عن قصد"، قال نيومان، بل تتعلق في الواقع بالإشارات داخل الخلايا التي تشغل أو توقف مسارات إشارات معينة استجابةً للمغذيات المتاحة. ترتبط العديد من مسارات الإشارات هذه بالشيخوخة، مثل التحكم في دوران البروتين والتمثيل الغذائي.
بعض هذه الإشارات هي الأجسام الكيتونية، والتي تتكون من أسيتو أسيتات (AcAc) وبيتا هيدروكسي بيوتيرات (BHB)، وبدرجة أقل بكثير الأسيتون. يتم إنتاج هذه الجزيئات بشكل روتيني في الكبد. تزداد عندما يكون الجلوكوز نادرًا، سواء بسبب تقييد السعرات الحرارية أو التمرين المكثف أو انخفاض تناول الكربوهيدرات، كما هو الحال في النظام الغذائي الكيتوني.
قبل سبع سنوات، نشر نيومان، بقيادة فريق، أول دليل على الافتراض بأن النظام الغذائي الكيتوني، حيث تتعرض الفئران لمستويات مرتفعة من الأجسام الكيتونية لمعظم حياتها البالغة، يساعدها على العيش لفترة أطول والشيخوخة بشكل أكثر صحة. قال: "كان التأثير الأكثر إثارة للإعجاب على صحتهم في سن الشيخوخة هو الحفاظ على ذاكرتهم؛ ربما كانت أفضل مما كانت عليه في سنواتهم الأصغر".
الدراسة الحالية، التي كان من المفترض أن تحدد أي جزء من النظام الغذائي الكيتوني كان له التأثير وكيف أثر على الدماغ على المستوى الجزيئي لتحسين الذاكرة، قادها غونزاليس-بيلاولت بالتعاون مع علماء من معهد باك. تحصل الفئران التي تتبع نظامًا غذائيًا كيتونيًا على نسبة سعرات حرارية تتكون من 90 بالمائة من الدهون و 10 بالمائة من البروتين، بينما تحصل الفئران التي تتبع نظامًا غذائيًا تحكميًا على نفس الكمية من البروتين ولكن 13 بالمائة فقط من الدهون. تلقت الفئران المختبرية، التي كانت "متقدمة في السن"، أي أكبر من عامين، النظام الغذائي الكيتوني لمدة أسبوع، بالتناوب مع أسبوع من النظام الغذائي التحكمي، لمنع الفئران من الإفراط في الأكل والسمنة.
قال غونزاليس-بيلاولت إن فوائد النظام الغذائي الكيتوني تم إثباتها من خلال تجارب الفيزيولوجيا العصبية والسلوكية على الفئران، والتي اختبرت مدى جودة عمل الآليات المشاركة في تكوين الذكريات وتخزينها واسترجاعها لدى الحيوانات المسنة. عندما أظهرت هذه أن النظام الغذائي الكيتوني يبدو أنه يؤثر بشكل إيجابي على وظيفة المشابك العصبية المسؤولة عن الذاكرة، فقد قاموا، بالتعاون مع البروفيسورة بيرجيت شيلينغ، دكتوراه، التي ترأس مركز البروتينات والقياس الطيفي الكتلي، بفحص تكوين البروتين لهذه المشابك العصبية في الحصين بشكل أكثر تفصيلاً.
أظهرت اختبارات أخرى أن مسارًا معينًا للإشارات (بروتين كيناز أ ، وهو أمر بالغ الأهمية لنشاط المشابك العصبية) تم تنشيطه بواسطة النظام الغذائي الكيتوني في المشابك العصبية. في الخلايا المعزولة ، أظهر الفريق بعد ذلك أن الجسم الكيتوني الرئيسي الذي يتم إنتاجه في النظام الغذائي الكيتوني ، BHB ، يبدو أنه ينشط هذا المسار. هذا يؤدي إلى فكرة ، كما قال غونزاليس بيلو ، أن الأجسام الكيتونية (خاصة BHB) تلعب دورًا حاسمًا ليس فقط كمصدر للطاقة ولكن أيضًا كجزيء إشارة.
ورقة بحثية أصلية
