Блокирането на протеин в метаболизма на глюкозата може да има същия ефект като диетата

От Девика Г. Бансал

  • Facebook
  • Twitter
  • Reddit
  • електронна поща
  • Печат

кетогенните

Кетогенните диети - екстремни нисковъглехидратни режими с високо съдържание на мазнини, за които отдавна е известно, че благоприятстват епилепсията и други неврологични заболявания - могат да работят чрез намаляване на възпалението в мозъка, според ново изследване на учени от UC San Francisco.

Екипът на UCSF откри молекулярен ключ към очевидните ефекти на диетата, отваряйки вратата за нови терапии, които биха могли да намалят вредното възпаление на мозъка след инсулт и мозъчна травма, имитирайки полезните ефекти от екстремната диета с ниско съдържание на въглехидрати.

„Това е ключов проблем в тази област - как да се потисне възпалението в мозъка след нараняване“, каза д-р Реймънд Суонсън, професор по неврология, член на UCSF Weill Institute for Neurosciences, шеф на неврологичната служба във ветераните в Сан Франциско Медицински център по въпросите и старши автор на новото проучване.

В статията, публикувана онлайн на 22 септември в списание Nature Communications, Суонсън и колегите му откриват неразкрития досега механизъм, чрез който диетата с ниско съдържание на въглехидрати намалява възпалението в мозъка. Важно е, че екипът идентифицира основен протеин, който свързва диетата с възпалителни гени, които, ако бъдат блокирани, могат да отразяват противовъзпалителните ефекти на кетогенните диети.

„Кетогенната диета е много трудна за спазване в ежедневието, особено когато пациентът е много болен“, каза Суонсън. „Идеята, че можем да постигнем някои от предимствата на кетогенната диета чрез този подход, е наистина вълнуващото нещо тук.“

Ползи с ниско съдържание на въглехидрати

Режимът с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати при кетогенни диети променя начина, по който тялото използва енергия. В отговор на недостига на захари, получени от въглехидрати, като глюкоза, тялото започва да разгражда мазнините до кетони и кетокиселини, които може да използва като алтернативни горива.

При гризачите е известно, че кетогенните диети и ограничаването на калориите намаляват възпалението, подобряват резултатите след мозъчно увреждане и дори удължават живота. Тези ползи са по-малко установени при хората, отчасти обаче поради трудността при поддържане на кетогенно състояние.

Освен това, въпреки доказателствата, че кетогенните диети могат да модулират възпалителния отговор при гризачи, е било трудно да се дразнят точните молекулярни гайки и болтове, с които тези диети влияят на имунната система.

Сложен молекулярен валс

В новото проучване изследователите са използвали малка молекула, наречена 2-дезоксиглюкоза, или 2DG, за да блокират метаболизма на глюкозата и да произведат кетогенно състояние при плъхове и контролирани лабораторни клетъчни линии. Екипът установи, че 2DG може да намали нивата на възпаление до почти контролни нива.

„Бях най-изненадан от величината на този ефект, защото мислех, че кетогенните диети могат да помогнат малко“, каза Суонсън. „Но когато получихме тези големи ефекти с 2DG, си помислих, уау, тук наистина има нещо.“

Освен това екипът установи, че намаленият глюкозен метаболизъм понижава ключов барометър на енергийния метаболизъм - съотношението NADH/NAD + - който от своя страна активира протеин, наречен CtBP, който действа за потискане на активността на възпалителните гени.

В интелигентен експеримент изследователите са проектирали подобна на лекарството пептидна молекула, която блокира способността на CtBP да навлиза в неактивното си състояние - по същество принуждавайки протеина постоянно да блокира възпалителната генна активност и имитирайки ефекта на кетогенно състояние.

Пептидите, които са малки протеини, не работят добре като лекарства, тъй като са нестабилни, скъпи и хората произвеждат антитела срещу тях. Но други молекули, които действат по същия начин като пептида, могат да осигурят кетогенни ползи, без да изискват екстремни диетични промени, каза Суонсън.

Изследването има приложения извън възпалението, свързано с мозъка. Наличието на излишък от глюкоза при хора с диабет например се свързва с провъзпалително състояние, което често води до атеросклероза, натрупване на мастни плаки, които могат да блокират ключови артерии. Новото проучване може да осигури начин за намеса във връзката между излишната глюкоза при пациенти с диабет и този възпалителен отговор.

Суонсън се присъедини към настоящите и бивши колеги от UCSF, д-р Стивън М. Маса; Seok Joon Won; Доцент доктор; Ley Hian Low, PhD; Д-р Игуо Шен, сега в Twist Bioscience; Дейвид Капфамер, д-р, сега в университета Емори; Д-р Анджела М. Минела, сега в BioElectron Technology Corp., Mountain View, Калифорния; Д-р Юн Ким, сега в Университета Халим, Южна Корея; Yanting Chen, доктор по медицина, сега в Университета в Нанкин, Китай; и д-р Йонг Хуанг, сега в AstraZeneca, в Китай.

Финансирането на изследването идва от Министерството на отбраната на САЩ, Министерството на ветераните и Националните здравни институти.

UC San Francisco (UCSF) е водещ университет, посветен на насърчаването на здравето в световен мащаб чрез усъвършенствани биомедицински изследвания, обучение на висше образование в областта на науките за живота и здравните професии и високи постижения в грижите за пациентите. Включва най-високо класираните висши училища по стоматология, медицина, медицински сестри и фармация; дипломно отделение с национално известни програми по основни, биомедицински, транслационни и популационни науки; и първокласно предприятие за биомедицински изследвания. Той също така включва UCSF Health, който включва три най-високо класирани болници, UCSF Medical Center и UCSF Benioff Children’s Hospital в Сан Франциско и Оукланд, както и други партньорски и свързани болници и доставчици на здравни услуги в района на залива.