Dieta ketogeniczna: potężna terapia sygnalizacyjna molekularna dla mózgu
Szacowany czas czytania: 6 minuty
Możesz nie zdawać sobie z tego sprawy, ale ciało ketonowe BHB, wytwarzane podczas stosowania diety ketogenicznej, jest potężnym molekularnym środkiem sygnalizacyjnym. W tym poście na blogu przyjrzymy się wpływowi BHB na neurony i szlaki genetyczne, na które ma to wpływ. Zanurzmy się więc w fascynujący świat sygnalizacji ciał ketonowych. 🌊
Naukowcy niedawno zbadali wpływ BHB na podstawową autofagię, mitofagię oraz biogenezę mitochondrialną i lizosomalną w zdrowych neuronach hodowanych w korze mózgowej. Należy zauważyć, że badanie to przeprowadzono na szalce Petriego, a nie na żywych organizmach. Niemniej wyniki badań są naprawdę intrygujące.
Wyniki pokazują, że D-BHB zwiększa potencjał błony mitochondrialnej i reguluje NAD+stosunek NADH. D-BHB zwiększał poziomy jądrowe FOXO1, FOXO3a i PGC1α w sposób zależny od SIRT2 i stymulował autofagię, mitofagię i biogenezę mitochondriów.
Gómora-García, JC, Montiel, T., Hüttenrauch, M., Salcido-Gómez, A., García-Velázquez, L., Ramiro-Cortés, Y., … & Massieu, L. (2023). Wpływ ciała ketonowego, D-β-hydroksymaślanu, na regulację kontroli jakości mitochondriów za pośrednictwem Sirtuiny 2 i szlaku autofagii-lizosomalnej. Komórki, 12(3), 486. https://doi.org/10.3390/cells12030486
Możesz dowiedzieć się więcej o tych ważnych funkcjach mitochondriów w tym poście na blogu, który napisałem.
Po pierwsze, pozwól mi wyjaśnić, że w tym badaniu wykorzystano D-BHB. DBHB to keton identyczny biologicznie z ketonem wytwarzanym przez organizm podczas rozkładania tłuszczu na keton. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o D-BHB, możesz przeczytać ten artykuł na blogu, który napisałem na ten temat!
Wróćmy do tego, co znaleźli!
Wyniki pokazały, że ekspozycja na D-BHB poprawia funkcję mitochondriów i stymuluje autofagię, mitofagię i biogenezę mitochondriów poprzez regulację w górę czynników transkrypcyjnych w różnych genach.
Regulacja w górę czynników transkrypcyjnych oznacza, że zwiększa się ilość lub aktywność niektórych białek, co może zwiększać ekspresję genów, które regulują.
Które geny widzieli, że D-BHB ma wpływ?
FOX01 i FOX03a
FOXO1 i FOXO3a to czynniki transkrypcyjne, które odgrywają ważną rolę w szerokim zakresie procesów komórkowych, w tym w różnicowaniu komórek, metabolizmie i odpowiedzi na stres. Odkryli, że ekspozycja na D-BHB zwiększa ekspresję FOXO1 i FOXO3a. Są to szlaki promujące ekspresję genów biorących udział w biogenezie mitochondrialnej i lizosomalnej. Dlaczego to jest ważne?
Ponieważ regulacja w górę FOXO1 i FOXO3a przez D-BHB zwiększa zdolność neuronów do poprawy metabolizmu energetycznego, zmniejszenia stresu oksydacyjnego i zwiększenia usuwania odpadów komórkowych.
Wiadomo, że FOXO1 i FOXO3a aktywują i promują ekspresję genów zaangażowanych w biogenezę mitochondriów, takich jak PGC-1α, NRF1 i TFAM.
PGC-1α, NRF1 i TFAM to geny kodujące białka o tej samej nazwie. Kiedy te geny ulegają ekspresji, powstające białka (PGC-1α, NRF1 i TFAM) współpracują ze sobą, promując szereg dobroczynnych sygnałów molekularnych, o których chcę wam powiedzieć!
PGC-1α
PGC-1α, czyli koaktywator receptora gamma aktywowany przez proliferatory peroksysomów 1-alfa, jest białkiem, które odgrywa kluczową rolę w tworzeniu i utrzymywaniu zdrowych mitochondriów w neuronach. Osiąga to poprzez promowanie produkcji nowych mitochondriów i zwiększanie zdolności istniejących mitochondriów do wytwarzania energii.
PGC-1α promuje produkcję nowych mitochondriów w neuronach, włączając geny biorące udział w biogenezie mitochondriów, procesie tworzenia nowych mitochondriów. Ten proces ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że neurony mają wystarczającą ilość mitochondriów, aby zaspokoić ich wysokie zapotrzebowanie na energię. Dodatkowo PGC-1α zwiększa zdolność istniejących mitochondriów do wytwarzania energii poprzez włączenie genów zaangażowanych w fosforylację oksydacyjną, proces, w którym wytwarzany jest ATP.
Ponadto wiadomo, że PGC-1α reguluje produkcję enzymów antyoksydacyjnych, które chronią mitochondria przed stresem oksydacyjnym. Stres oksydacyjny to rodzaj stresu, który może uszkadzać mitochondria i inne składniki komórkowe oraz może prowadzić do dysfunkcji neuronów i śmierci komórki.
D-BHB, biologicznie wytwarzane ciało ketonowe, które ludzie wytwarzają na diecie ketogenicznej, pomaga PGC-1α lepiej działać, aby wytwarzać więcej mitochondriów i pomaga tym mitochondriom lepiej funkcjonować. I jakby tego było mało, pomaga wytwarzać przeciwutleniacze potrzebne do zmniejszenia stresu oksydacyjnego.
NRF1
NRF1, czyli jądrowy czynnik oddechowy 1, jest czynnikiem transkrypcyjnym, który odgrywa istotną rolę w tworzeniu i utrzymaniu zdrowych mitochondriów. Działa poprzez włączanie genów wytwarzających białka potrzebne do funkcjonowania mitochondriów. Ten proces jest ważny dla zapewnienia wydajnej produkcji energii przez mitochondria.
Mitochondria to złożone organelle, które do prawidłowego funkcjonowania wymagają różnych białek. Niektóre z tych białek są wytwarzane w jądrze komórkowym, a następnie transportowane do mitochondriów. NRF1 pomaga koordynować ten proces, włączając geny wytwarzające te białka. Białka te obejmują białka niezbędne do produkcji energii oraz zaangażowane w utrzymanie struktury mitochondriów i regulację replikacji mtDNA.
NRF1 ma kluczowe znaczenie dla funkcji mitochondriów, ponieważ reguluje ekspresję genów zaangażowanych w fosforylację oksydacyjną, proces niezbędny do produkcji ATP, głównej waluty energetycznej komórki. Bierze również udział w regulacji biogenezy mitochondriów, czyli procesu tworzenia nowych mitochondriów.
Oprócz swojej roli w funkcji mitochondriów, NRF1 jest również zaangażowany w regulację komórkowych odpowiedzi na stres. Bierze udział w aktywacji genów, które chronią komórki przed stresem oksydacyjnym, rodzajem stresu, który może uszkodzić mitochondria i inne składniki komórkowe.
D-BHB, biologicznie wytwarzane ciało ketonowe, które ludzie wytwarzają na diecie ketogenicznej, pomaga NRF1 lepiej pracować, aby wytwarzać więcej mitochondriów, regulować produkcję energii i pomagać chronić mózg przed stresem oksydacyjnym.
TFAM
TFAM, co oznacza mitochondrialny czynnik transkrypcyjny A, jest białkiem, które odgrywa kluczową rolę w tworzeniu i utrzymywaniu zdrowych mitochondriów. Osiąga to poprzez promowanie replikacji mtDNA. TFAM wiąże się z mtDNA i działa jako swego rodzaju „główny regulator” replikacji mtDNA. Obecność TFAM sygnalizuje komórce wykonanie większej liczby kopii mtDNA.
Replikacja mtDNA jest kluczowa dla tworzenia nowych mitochondriów. Gdy komórki rosną i dzielą się, muszą tworzyć nowe mitochondria, aby zaspokoić zwiększone zapotrzebowanie na energię. Jeśli replikacja mtDNA nie zachodzi prawidłowo, komórka może nie być w stanie wytworzyć wystarczającej liczby nowych mitochondriów, co prowadzi do zmniejszenia produkcji energii i potencjalnie szkodliwego wpływu na komórkę.
D-BHB, biologicznie wytwarzane ciało ketonowe, które ludzie wytwarzają na diecie ketogenicznej, pomaga TFAM zapewnić tworzenie nowych mitochondriów.
Wnioski
Dlatego chcę wyjaśnić, co to oznacza. Oznacza to, że dieta ketogeniczna jest potężną, sygnalizującą geny, metaboliczną terapią dla mózgu.
Jest to wykładniczo silniejsza sygnalizacja molekularna niż kiedykolwiek uzyskasz w przypadku jagód i łososia. Skąd mam to wiedzieć?
Ponieważ wiele osób poszło drogą jagodową i łososiową i nie miało ratunku w nastroju i funkcjach poznawczych na poziomie zbliżonym do poziomu, którego doświadczają z dietą ketogeniczną.
Pewnie próbowałeś już trasy z jagodami i łososiem, inaczej nie byłbyś gościem na moim blogu. Chcę, żebyś wiedział, że to nie twoja wina, że jagody i łosoś nie wystarczyły.
Po prostu nie znalazłeś jeszcze wszystkich sposobów, by poczuć się lepiej.
Referencje
Cuenoud, B., Hartweg, M., Godin, JP, Croteau, E., Maltais, M., Castellano, CA, … & Cunnane, SC (2020). Metabolizm egzogennego D-beta-hydroksymaślanu, substratu energetycznego chętnie zużywanego przez serce i nerki. Granice w żywieniu, 13. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32140471/
Gómora-García, JC, Montiel, T., Hüttenrauch, M., Salcido-Gómez, A., García-Velázquez, L., Ramiro-Cortés, Y., … & Massieu, L. (2023). Wpływ ciała ketonowego, D-β-hydroksymaślanu, na regulację kontroli jakości mitochondriów za pośrednictwem Sirtuiny 2 i szlaku autofagii-lizosomalnej. Komórki, 12(3), 486. https://doi.org/10.3390/cells12030486
Komentarze 2