Keton β-hidroksibutirat memulihkan memori dan sinapsis selama diet tinggi lemak

Para ilmuwan dari Spanyol, yang dipimpin oleh Dr. Roquio Rojas, menerbitkan sebuah studi berskala besar dalam Molecular Metabolism yang menunjukkan bahwa β-hydroxybutyrate (BHB) sepenuhnya memblokir efek neurodegeneratif dari makanan kaya lemak jenuh pada sinapsis dan fungsi kognitif pada tikus.

Mengapa ini penting?

Pola makan tinggi asam palmitat (lemak jenuh utama dalam sebagian besar lemak hewani dan beberapa minyak nabati) telah lama dikaitkan dengan gangguan memori dan penurunan plastisitas sinaptik. Sementara itu, BHB, suatu metabolit keton utama yang diproduksi selama puasa atau diet ketogenik, berfungsi sebagai sumber energi alternatif bagi neuron dan dikenal karena efek anti-inflamasi dan epigenetiknya.

Metode dan desain eksperimen

1. Budaya neuron kortikal

   • Neuron tikus diinkubasi dengan 200 µM asam palmitat, yang mengakibatkan penurunan kepadatan reseptor AMPA GluA1 pada membran dan penghambatan transmisi sinaptik.

   • Secara paralel, 5 mM BHB ditambahkan ke dalam kultur. Para ilmuwan menemukan bahwa BHB tidak hanya meningkatkan ekspresi GluA1, tetapi juga menetralkan sepenuhnya efek berbahaya palmitat.

2. Bagian hipokampus

   • Parameter elektrofisiologi sinapsis dinilai pada irisan otak hidup. Asam palmitat mengurangi amplitudo dan potensiasi jangka panjang (LTP), sebuah indikator plastisitas sinaptik. Pengenalan BHB ke dalam medium mengembalikan parameter ini ke tingkat awal.

3. Tes perilaku pada hewan

   • Sekelompok tikus diberi diet yang mengandung 49 persen kalori mereka dari lemak jenuh selama dua bulan. Kelompok kontrol diberi diet standar.

   • Memori diukur dalam labirin Maurice: diet tinggi lemak mengakibatkan penurunan waktu pencarian platform, sedangkan dosis oral harian BHB (100 mg/kg) sepenuhnya memulihkan kinerja ke tingkat hewan kontrol.

Mekanisme molekuler

• Metabolisme Energi: BHB mengubah neuron dari jalur yang bergantung pada glukosa menjadi jalur yang bergantung pada keton untuk menghasilkan ATP, mengurangi pembentukan spesies oksigen reaktif yang berlebihan selama pemanfaatan lemak.
• Efek antiinflamasi: BHB menghambat aktivasi inflamasom NLRP3, mengurangi pelepasan sitokin proinflamasi dan melindungi neuron dari kerusakan inflamasi sekunder.
• Pengaturan epigenetik: BHB bertindak sebagai penghambat alami histone deacetylase (HDAC), yang menyebabkan peningkatan asetilasi protein histon dan peningkatan transkripsi gen yang bertanggung jawab untuk perombakan sinaptik dan perlindungan saraf.

Prospek untuk aplikasi klinis

Para penulis menekankan bahwa BHB mungkin merupakan neuroprotektor yang menjanjikan bagi orang-orang dengan pola makan tidak sehat atau menderita obesitas dan sindrom metabolik. Studi lebih lanjut perlu menentukan:

• Dosis dan Pemberian BHB yang Optimal pada Manusia
• Durasi dan keamanan asupan - untuk menghindari stres ketotik pada pasien dengan patologi kardiovaskular atau ginjal.
• Kemungkinan mensintesis analog BHB yang stabil dengan bioavailabilitas yang ditingkatkan.

“Penelitian kami menunjukkan bahwa BHB tidak hanya mengkompensasi defisit energi, tetapi juga secara langsung memulihkan molekul transmisi sinaptik utama, melindungi memori dari kerusakan lemak,” simpul Dr. Rojas.

Penelitian ini membuka pintu bagi nutraseutika dan obat-obatan baru yang dapat melindungi otak dalam menghadapi pola makan modern yang kaya lemak jenuh dan memperlambat penurunan kognitif.