Cell子刊：生酮飲食促進(jìn)健康衰老，即使在老年時(shí)開(kāi)始也不晚

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來(lái)源：生物世界

2024-08-12

生酮飲食是一種脂肪高比例、碳水化合物低比例，蛋白質(zhì)和其他營(yíng)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(huì)代謝產(chǎn)生更多的β-羥基丁酸、丙酮和乙酰乙酸酮體，以用作能量來(lái)源。

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(yíng)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(huì)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(lái)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(guò)這種飲食模式來(lái)幫助減肥和降糖。還有研究顯示，生酮飲食能夠通過(guò)減少腫瘤生長(zhǎng)所需的葡萄糖幫助對(duì)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(duì)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 Science Advances 上發(fā)表的論文顯示，長(zhǎng)期持續(xù)的生酮飲食可能會(huì)導(dǎo)致正常器官和組織中的細(xì)胞衰老，尤其是對(duì)心臟和腎臟【1】。

而近日，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(guò)PKA信號(hào)通路改變突觸皮質(zhì)蛋白質(zhì)組來(lái)改善記憶力，這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋生酮飲食對(duì)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(duì)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(guò)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(zhǎng)。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(hào)有關(guān)，這些信號(hào)打開(kāi)或關(guān)閉特定的通路，以響應(yīng)可利用的營(yíng)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(hào)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(wú)論是由于熱量限制飲食、劇烈運(yùn)動(dòng)還是低碳水化合物攝入（例如生酮飲食），這些酮體分子都會(huì)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(duì)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(kāi)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(kāi)始相對(duì)較快，僅生酮飲食一周后就可檢測(cè)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(lái)自脂肪，10%來(lái)自蛋白質(zhì)，而對(duì)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(duì)照飲食循環(huán)，以防止它們暴飲暴食和肥胖。然后，通過(guò)對(duì)小鼠的神經(jīng)生理學(xué)和行為學(xué)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試了與老年小鼠的記憶生成、存儲(chǔ)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(lái)，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(chǔ)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(duì)短暫的接觸生酮飲食后就已經(jīng)開(kāi)始（生酮飲食一周后進(jìn)行測(cè)試），而隨著時(shí)間的推移只會(huì)變得更加明顯（生酮飲食六周和一年后再次進(jìn)行測(cè)試）。

進(jìn)一步研究表明，在突觸中，一個(gè)特定的信號(hào)通路——PKA信號(hào)通路（該通路對(duì)突觸的活動(dòng)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(huì)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(huì)作為一種信號(hào)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(lái)的研究。接下來(lái)研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步揭示是否可以通過(guò)單獨(dú)使用BHB來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的記憶保護(hù)，或者可能通過(guò)直接操縱PKA信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn)更有針對(duì)性的記憶保護(hù)。如果我們能夠通過(guò)在正確的細(xì)胞中操縱信號(hào)通路來(lái)重建對(duì)突觸功能和記憶的一些宏觀影響，就能實(shí)現(xiàn)在無(wú)需生酮飲食的情況下，促進(jìn)健康衰老和記憶力保護(hù)。

特別說(shuō)明：本文僅如實(shí)解讀科研進(jìn)展，不構(gòu)成任何使用建議。

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

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