生酮飲食（ketogenic-diet，KD）是一種脂肪高比例、碳水化合物低比例，蛋白質(zhì)和其他營養(yǎng)素合適的配方飲食。當(dāng)人們進(jìn)行生酮飲食時(shí)，身體會代謝產(chǎn)生更多的β-羥基丁酸（BHB）、丙酮和乙酰乙酸（AcAc）酮體，以用作能量來源。
現(xiàn)在，生酮飲食已成為一種“網(wǎng)紅”飲食模式，許多人通過這種飲食模式來幫助減肥和降糖。還有研究顯示，生酮飲食能夠通過減少腫瘤生長所需的葡萄糖幫助對抗癌癥，還有助于治療帕金森病、阿爾茨海默病、多發(fā)性硬化癥、睡眠障礙、自閉癥、癲癇等腦部疾病。
但是，生酮飲食不僅有許多狂熱的支持者，也有不少反對者，例如，2024年5月，德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧癌癥中心梅斯癌癥中心的研究人員在Science 子刊ScienceAdvances上發(fā)表的論文顯示，長期持續(xù)的生酮飲食可能會導(dǎo)致正常器官和組織中的細(xì)胞衰老，尤其是對心臟和腎臟【1】。
而最近，智利大學(xué)、巴克衰老研究所的研究人員在Cell 子刊Cell Reports Medicine上發(fā)表了題為：Ketogenic diet administration later in life improves memory by modifying the synaptic cortical proteome via the PKA signaling pathway in aging mice的研究論文【2】。
該研究顯示，在老年小鼠中，生酮飲食通過PKA信號通路改變突觸皮質(zhì)蛋白質(zhì)組來改善記憶力，這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋生酮飲食對大腦健康和衰老的益處。更重要的是，這項(xiàng)研究為在分子水平上靶向記憶效應(yīng)提供了新方向，有望在不需要生酮飲食的情況下促進(jìn)健康衰老和記憶保護(hù)。
論文通訊作者Christian González-Billault教授表示，這項(xiàng)研究表明了生酮飲食對大腦功能有廣泛益處，還提供了一種作用機(jī)制，為在衰老過程中維持和改善大腦功能提供了策略。
早在100多年前，研究人員就曾觀察到，吃得少的小鼠活得更長。而現(xiàn)在我們知道，能夠控制壽命的并不是要吃得少，實(shí)際上是與細(xì)胞內(nèi)的信號有關(guān)，這些信號打開或關(guān)閉特定的通路，以響應(yīng)可利用的營養(yǎng)物質(zhì)，其中許多途徑與衰老有關(guān)，例如控制蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)和代謝。其中一些信號是酮體，包括乙酰乙酸（AcAc）、β-羥基丁酸（BHB）和丙酮，這些分子通常在肝臟中產(chǎn)生。當(dāng)葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，無論是由于熱量限制飲食、劇烈運(yùn)動還是低碳水化合物攝入（例如生酮飲食），這些酮體分子都會增加。
在7年前，該論文的合作者John C. Newman在Cell Metabolism期刊發(fā)表論文【3】，首次證明了這樣一個(gè)概念——如果生酮飲食使小鼠在成年期的大部分時(shí)間內(nèi)接觸到更高水平的酮體，這將促進(jìn)它們的健康壽命和記憶力。
而這項(xiàng)發(fā)表于Cell Reports Medicine的研究，是迄今為止對生酮飲食和小鼠大腦衰老的最詳細(xì)研究，該研究表明，從老年小鼠開始進(jìn)行生酮飲食，仍然改善衰老大腦的健康，并且這種改善作用開始相對較快，僅生酮飲食一周后就可檢測到。
這項(xiàng)新研究旨在回答生酮飲食的哪一部分發(fā)揮了上述效果，以及它如何在分子水平上影響大腦以改善記憶。
該研究中的生酮飲食的小鼠攝入的熱量中90%來自脂肪，10%來自蛋白質(zhì)，而對照組小鼠攝入的蛋白質(zhì)含量相同，但脂肪含量只有13%。兩歲以上的“高齡”小鼠接受一周的生酮飲食，與一周的對照飲食循環(huán)，以防止它們暴飲暴食和肥胖。然后，通過對小鼠的神經(jīng)生理學(xué)和行為學(xué)實(shí)驗(yàn)，測試了與老年小鼠的記憶生成、存儲和檢索功能有關(guān)的機(jī)制。
研究結(jié)果顯示，生酮飲食似乎有利于負(fù)責(zé)記憶的突觸的工作，接下來，研究團(tuán)隊(duì)深入分析了主要負(fù)責(zé)短時(shí)記憶的存儲轉(zhuǎn)換和定向等功能的海馬體中這些突觸的蛋白質(zhì)組成。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，生酮飲食引起了突觸蛋白質(zhì)的巨大變化，更令人驚訝的是，這種變化是在相對短暫的接觸生酮飲食后就已經(jīng)開始（生酮飲食一周后進(jìn)行測試），而隨著時(shí)間的推移只會變得更加明顯（生酮飲食六周和一年后再次進(jìn)行測試）。
進(jìn)一步研究表明，在突觸中，一個(gè)特定的信號通路——PKA信號通路（該通路對突觸的活動至關(guān)重要）被生酮飲食激活，生酮飲食中產(chǎn)生的主要酮體——β-羥基丁酸（BHB）會激活這一通路，這提示我們，酮體（特別是BHB）不僅作為一種能源，可能還會作為一種信號分子發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，BHB應(yīng)該不是唯一發(fā)揮這種作用的分子，但這是第一個(gè)真正將酮體的深層分子機(jī)制與改善大腦衰老聯(lián)系起來的研究。接下來研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步揭示是否可以通過單獨(dú)使用BHB來實(shí)現(xiàn)相同的記憶保護(hù)，或者可能通過直接操縱PKA信號通路來實(shí)現(xiàn)更有針對性的記憶保護(hù)。如果我們能夠通過在正確的細(xì)胞中操縱信號通路來重建對突觸功能和記憶的一些宏觀影響，就能實(shí)現(xiàn)在無需生酮飲食的情況下，促進(jìn)健康衰老和記憶力保護(hù)。
論文鏈接：
1. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado1463
2. https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(24)00285-4
3. https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(17)30489-8
轉(zhuǎn)載自生物世界
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