Согласно новому исследованию ученых Калифорнийского университета в Сан-Франциско, кетогенные диеты – схемы с крайне низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров, которые, как уже давно известно, полезны при эпилепсии и других неврологических заболеваниях, – могут работать за счет снижения воспаления в головном мозге.
Команда UCSF обнаружила молекулярный ключ к очевидным эффектам диеты, открыв дверь для новых методов лечения, которые могут уменьшить вредное воспаление мозга после инсульта и травмы мозга, имитируя положительные эффекты крайне низкоуглеводной диеты.
"Это ключевой вопрос в этой области – как подавить воспаление в головном мозге после травмы," сказал Раймонд Суонсон, доктор медицины, профессор неврологии в UCSF, руководитель неврологической службы Медицинского центра по делам ветеранов Сан-Франциско и старший автор нового исследования.
В статье, опубликованной в сети сент. 22 в журнале Nature Communications, Суонсон и его коллеги обнаружили ранее не открытый механизм, с помощью которого низкоуглеводная диета снижает воспаление в головном мозге. Важно отметить, что команда определила ключевой белок, который связывает диету с воспалительными генами, которые в случае блокировки могут отражать противовоспалительные эффекты кетогенных диет.
"Кетогенную диету очень сложно соблюдать в повседневной жизни, особенно когда пациент очень болен," Суонсон сказал. "Идея о том, что с помощью этого подхода мы можем достичь некоторых преимуществ кетогенной диеты, является действительно захватывающей."
Преимущества с низким содержанием углеводов
Режим кетогенной диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов меняет способ использования энергии организмом. В ответ на нехватку углеводов, таких как глюкоза, организм начинает расщеплять жир на кетоны и кетокислоты, которые он может использовать в качестве альтернативного топлива.
Известно, что у грызунов кетогенные диеты – и ограничение калорийности в целом – уменьшают воспаление, улучшают результаты после черепно-мозговой травмы и даже увеличивают продолжительность жизни. Однако эти преимущества менее известны у людей, отчасти из-за трудностей в поддержании кетогенного состояния.
Кроме того, несмотря на доказательства того, что кетогенные диеты могут модулировать воспалительную реакцию у грызунов, было трудно определить точные молекулярные основы, с помощью которых эти диеты влияют на иммунную систему.
Замысловатый молекулярный вальс
В новом исследовании исследователи использовали небольшую молекулу под названием 2-дезоксиглюкоза или 2DG, чтобы блокировать метаболизм глюкозы и вызвать кетогенное состояние у крыс и контролируемых лабораторных клеточных линий. Команда обнаружила, что 2DG может снизить уровень воспаления почти до контрольного уровня.
"Меня больше всего удивила величина этого эффекта, потому что я думала, что кетогенные диеты могут немного помочь," Суонсон сказал. "Но когда мы получили такие большие эффекты с 2DG, я подумал, вау, здесь действительно что-то есть."
Команда также обнаружила, что снижение метаболизма глюкозы снижает ключевой барометр энергетического метаболизма – соотношение NADH / NAD +, что, в свою очередь, активирует белок, называемый CtBP, который действует для подавления активности воспалительных генов.
В умном эксперименте исследователи разработали лекарственную пептидную молекулу, которая блокирует способность CtBP переходить в неактивное состояние, по сути заставляя белок постоянно блокировать активность воспалительного гена и имитируя эффект кетогенного состояния.
Пептиды, представляющие собой небольшие белки, сами по себе не работают как лекарства, потому что они нестабильны, дороги и люди вырабатывают антитела против них. Но другие молекулы, которые действуют так же, как пептид, могут обеспечить кетогенные преимущества, не требуя серьезных диетических изменений, сказал Суонсон.
Исследование имеет применения не только при воспалении головного мозга. Например, наличие избытка глюкозы у людей с диабетом связано с провоспалительным состоянием, которое часто приводит к атеросклерозу, накоплению жировых бляшек, которые могут блокировать ключевые артерии. Новое исследование может предоставить способ повлиять на взаимосвязь между лишним количеством глюкозы у пациентов с диабетом и воспалительной реакцией.