Исследователи из Института неврологии Дель Монте (Monte Institute for Neuroscience) при Рочестерском университете (University of Rochester) определили механизмы в сети гиппокампа мозга, которые спасаются кетонами. Эти результаты основаны на предыдущих исследованиях, показывающих, что кетоны могут облегчить неврологические и когнитивные нарушения.
С возрастом наш мозг естественным образом становится более устойчивым к инсулину. Это приводит к нарушению связи между нейронами, вызывая такие симптомы, как изменения настроения, снижение когнитивных функций и, в конечном итоге, нейродегенерацию. Натан Смит (Nathan Smith) с соавторами изучали механизмы в мозге, которые разрушаются при внезапном возникновении резистентности к инсулину, например, при травме, но до того, как симптомы перерастут в хронические состояния, такие как диабет или болезнь Альцгеймера.
«После потери функции нейрона связь уже невозможно восстановить, поэтому нам необходимо определить, когда функция впервые нарушается», — комментирует Смит, главный исследователь данного исследования, опубликованного в научном журнале PNAS Nexus.«Это исследование достигает этой цели, приближая нас к пониманию того, как спасти функцию поврежденных нейронов и предотвратить или отсрочить такие разрушительные заболевания, как болезнь Альцгеймера».
Используя мышей в качестве модельной системы, исследователи сосредоточились на гиппокампе — хорошо изученной области мозга, ответственной за обучение и память. Ученые обнаружили, что острая резистентность к инсулину ухудшает несколько аспектов функции нейронов, включая синаптическую активность, аксональную проводимость, сетевую синхронизацию, синаптическую пластичность и свойства потенциала действия — процессы, имеющие решающее значение для поддержания потока связи в нейронах и из них.
Затем исследователи ввели D-βHb, форму кетонов, побочный продукт, выделяемый печенью, когда организм сжигает жир вместо глюкозы для получения энергии. Исследователи обнаружили, что синаптическая активность, на которую ранее влияла острая резистентность к инсулину, была восстановлена, проводимость в аксонах увеличилась, нейроны были ресинхронизированы, а синаптическая пластичность повысилась.
«Это исследование имеет значение для разработки методов лечения на основе кетонов, направленных на конкретные дисфункции нейронов при состояниях, связанных с резистентностью к инсулину/гипогликемией, таких как диабет или болезнь Альцгеймера», — объясняет Смит. «Сейчас мы пытаемся понять роль, которую астроциты и другие глиальные клетки играют в острой резистентности к инсулину».
Литература:
Bartosz Kula et al, D-ꞵ-hydroxybutyrate stabilizes hippocampal CA3-CA1 circuit during acute insulin resistance, PNAS Nexus (2024). DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae196