صرف نظر از صبحانه تنها به کاهش کالری محدود نمی‌شود. این عمل یک سوئیچ متابولیک را فعال می‌کند که موجب ورود مولکول‌های کتونی به جریان خون می‌شود؛ مولکول‌های کوچک چربی‌محور که مغز به شدت آن‌ها را جذب می‌کند. آخرین شواهد نشان می‌دهند که چگونه کتونی اصلی، بتا‑هیدروکسی‌بوتیرات، به پروتئین‌های غیرطبیعی متصل می‌شود و آن‌ها را به سمت سیستم بازیافت ضایعات سلولی هدایت می‌کند.
مولکول‌های کتونی و مغز
هنگامی که سطح گلوکز پایین می‌آید، کبد چربی ذخیره‌شده را به β‑هیدروکسی‌بوتیرات و سایر مولکول‌های مشابه تبدیل می‌کند. در عرض چند ساعت، سطح خون میتواند از ۳ میلی‌مول در لیتر فراتر رود، مقداری که موش‌های آزمایشگاهی در آزمایش‌های دکتر نیومن پس از یک هفته دریافت استر کتونی به آن رسیدند. در این غلظت، کتونی قادر است از سد خونی-مغزی عبور کرده و به پروتئین‌هایی که شکل خود را از دست داده‌اند متصل شود.
پروتئین‌های غیرطبیعی چسبنده هستند و مانند پرزهای داخل خشک‌کن، دستگاه سلولی را مسدود می‌کنند. با اتصال به این پروتئین‌ها در مراحل اولیه، β‑هیدروکسی‌بوتیرات حلالیت آن‌ها را کاهش می‌دهد و آن‌ها را برای حذف از طریق اتوفاژی شناسایی می‌کند.
دکتر نیومن اظهار داشت: “مولکول‌های کتونی به طور مستقیم با پروتئین‌های آسیب‌دیده و غیرطبیعی تعامل دارند، آن‌ها را نامحلول کرده تا از سلول خارج شده و دوباره استفاده شوند.”
کتونی پشت تمیزکاری مغز
از نظر شیمیایی، β‑هیدروکسی‌بوتیرات یک مولکول چهار کربنی است که گروه هیدروکسیل آن دو اتم از دم اسیدی‌اش فاصله دارد. این تغییر ظریف به آن اجازه می‌دهد تا در چین‌خوردگی‌های پروتئین‌ها فرو برود بدون اینکه پیوندهای دائمی تشکیل دهد. این ترفند زمانی تأیید شد که یک آنالوگ الکل غیرواکنشی نتوانست همان اثر را در افت پروتئین‌ها ایجاد کند.
در غربالگری‌های طیف‌سنجی جرمی، تیم تحقیقاتی تقریباً ۳۰۰ پروتئین شناسایی کرد که از حالت محلول به غیرمحلول تغییر وضعیت دادند، بسیاری از آن‌ها دامین‌های مشابه با توبولین داشتند که اسکافولد داخلی نورون‌ها را تشکیل می‌دهند. این استرات‌های ساختاری اغلب در بیماری آلزایمر اولین بار دچار اختلال می‌شوند، بنابراین مجبور کردن قطعات آسیب‌دیده به خارج شدن زودهنگام میتواند از بروز مشکلات بعدی جلوگیری کند.
سلول با اضافه‌بار به خوبی مقابله کرد. در عرض دو روز از حالت کتوژنز مداوم، کثیف‌ترین تجمعات از بین رفتند، که نشان می‌دهد این فرایند تمیزکاری کوتاه اما قدرتمند است.
آزمایش‌ها روی موش‌هایی که به خاطر دارند
برای آزمایش تأثیرات دنیای واقعی، محققان به موش‌های ۲۰ ماهه (که معادل موش‌های ۶۵ ساله انسانی هستند) نوشیدنی استر کتونی دادند. حیوانات درمان‌شده بار آمیلوئید مغزی خود را کاهش دادند و در مقایسه با گروه کنترل که روغن مصرف کرده بودند، عملکرد بهتری در انجام وظایف هزارتو نشان دادند، که این نتایج مشابه با تحقیقات پیشین روی موش‌های ترانس‌ژنیک مبتلا به آلزایمر بود.
سطح β‑هیدروکسی‌بوتیرات خون به نزدیک ۴ میلی‌مول در لیتر رسید و پس از چهار ساعت کاهش یافت، اما نشانه‌های تمیزکاری پروتئینی همچنان باقی ماند و احتمال یک بازنشانی پایدار را نشان داد.
سیدهارت مادهاوان، محقق دکترا گفت: “پس از درمان با مولکول‌های کتونی، حیوانات توانایی شنا کردن خود را بازیافتند.”
به طور جداگانه، کرم‌های نماتود (Caenorhabditis elegans) که برای تولید آمیلوئید-β انسانی مهندسی شده بودند، پس از شنا در محیط حاوی کتونی قدرت حرکت خود را بازیافتند. این نتایج میان‌گونه‌ای به یک مکانیزم اشاره دارند که بر شیمی اصلی سلول‌ها تأثیر می‌گذارد و نه بر ویژگی‌های خاص یک مدل.
اولین شواهد در مطالعات انسانی
انسان‌ها نیازی به کرم‌های مهندسی‌شده یا آزمایش‌های هزارتو برای رسیدن به کتوژنز ندارند؛ یک روزه‌داری شبانه یا یک شیک صبحانه کتوژنیک میتواند سطح کتونی خون را بالاتر از ۱ میلی‌مول در لیتر افزایش دهد. در یک آزمایش تصادفی شش ماهه، نوشیدنی تری‌گلیسیرید با زنجیره میانه که سطوح مشابهی از کتونی تولید می‌کرد، حافظه اپیزودیک را در افرادی با اختلالات شناختی خفیف بهبود بخشید.
تصویربرداری مغزی از یک مطالعه همراه نشان داد که کتونی‌ها از جذب کند گلوکز عبور کرده و استفاده از انرژی در ماده سفید مغز را بازسازی کردند. هرچند که این نتایج کوچک هستند، اما ایده‌ای را تأیید می‌کنند که سوخت جایگزین میتواند بیشتر از پر کردن شکاف کالری عمل کند.
این موضوع برای افرادی که به طور روزانه غذا می‌خورند چه مفهومی دارد؟
هیچ‌کس هنوز رژیم‌های کتوژنیک تمام‌وقت را تجویز نمی‌کند، اما روزه‌داری‌های کوتاه‌مدت، غذا خوردن با محدودیت زمانی، یا نوشیدنی‌های کتونی خارجی در حال آزمایش هستند به عنوان روش‌های عملی برای فعال کردن همان مسیر تمیزکاری. پزشکان هشدار می‌دهند که کتوژنز برای همه مناسب نیست، به ویژه افرادی که دیابت وابسته به انسولین دارند، اما بیشتر بزرگسالان سالم می‌توانند به طور ایمن به مدت چند ساعت وارد حالت کتوژنز خفیف شوند.
حتی ورزشکاران استقامتی که به طور سنتی به بارگذاری کربوهیدراتی تمایل دارند، اکنون از استرهای کتونی بین تمرینات برای تسریع در بازیابی مغز استفاده می‌کنند. اگر آزمایش‌های آینده تأیید کنند که پروتئین‌ها در انسان‌ها پاکسازی می‌شوند، روزه‌داری آخر هفته یا یک دوز کتونی صبحگاهی میتواند به بخشی از بهداشت استاندارد مغز تبدیل شود.
پیرشدن ایمن‌تر مغز با مولکول‌های کتونی
تیم باک در حال حاضر متابولیت‌های مرتبط را آزمایش می‌کند تا ببیند آیا برخی از آن‌ها بدون طعم فلزی یا عوارض گوارشی بهتر از β‑هیدروکسی‌بوتیرات عمل می‌کنند یا خیر. آن‌ها همچنین در حال نقشه‌برداری از سلول‌های مغزی هستند که بیشترین بهره را می‌برند، زیرا پاکسازی پروتئین‌های سمی در آستروسیت‌ها ممکن است علائم متفاوتی نسبت به پاکسازی در نورون‌ها داشته باشد.
فعلاً، این کشف دیدگاه ما را درباره چگونگی تأثیر متابولیسم بر سرنوشت مغز گسترش می‌دهد. با افزایش طول عمر، یک مولکول ساده که میتواند به صورت دستوری دستگاه دفع زباله سلولی را فعال کند، ممکن است به حفظ وضوح ذهن کمک کند.
منبع خبر : earth.com
نظرات کاربران