Vpliv ketonov na hipotalamus

Hipotalamus in razumevanje debelosti

V majski številki revije Apetite bo objavljen povzetek raziskave, ki sta jo opravila dr. Moreno in Mobbs s sodelavci. Ta skupina znanstvenikov je predhodno pokazala, da ketogena dieta (malo ogljikovih hidratov, zmerno beljakovin, veliko maščob) izrazito preobrne debelost pri miših. Mehanizem je v celoti presnoven: neodvisen je od energijskega vnosa, pač pa od povečane presnovne stopnje. Dokazali so tudi, da s ketogeno dieto pri miših lahko preobrnejo diabetično bolezen ledvic tako pri sladkorni bolezni 1 kot tudi pri sladkorni bolezni 2, pri čemer pa mehanizmi še niso dovolj dobro znani. Energijsko ravnovesje in ravnovesje koncentracije glukoze uravnavajo specializirane živčne celice hipotalamusa, ki zaznajo prehransko stanje, vključno s koncentracijo glukoze, lipidov in hormonov leptina in inzulina. Dokazali so tudi, da se presnovni preobrat z glukoze na maščobe pri ketogeni dieti zgodi prav v hipotalamusu. Iz tega so postavili novo hipotezo: da so namreč te specializirane celice v hipotalamusu ključna povezava med sladkorno boleznijo, debelostjo in zaščitnimi učinki, ki jih ima omejevanje energijskega vnosa in ki podaljšuje življenjsko dobo z odlaganjem pojava s starostjo povezanih bolezni.

Dokazali so, da pri tem igra ključno vlogo izražanje vezavnega proteina odzivnega elementa na cAMP (CBP): pri petih različnih sevih miši hipotalamično izražanje tega proteina pomeni več kot 80% razlike v življenjski dobi, če pa ta protein zavremo, popolnoma izginejo zaščitni učinki zmanjšanega energijskega vnosa. CBP ima očitno epigenetski vpliv na acetilacijo histonov (»kolutov«, na katere so navite verige DNK-ja): na podlagi tega so sklepali, da bi lahko s preprostim zavrtjem nasprotnega procesa (deacetilacije histonov) s pomočjo natrijevega butirata dosegli podobne učinke, kot jih ima zmanjšan energijski vnos. Ugotovili so, da je vpliv natrijevega butirata v celoti odvisen od aktivnosti CBP.

Ker je tudi ketonsko telesce 3-hidroksibutirat, ki nastaja, ko smo v prehranski ketozi, podoben natrijevemu butiratu in prav tako zavira deacetilacijo histonov, so sklepali, da morda ketogena dieta deluje prav prek mehanizmov, sproženih v hipotalamusu, in obratno: da je lahko pomanjkanje izražanja CBP v hipotalamusu (eden od) dejavnikov nastanka debelosti. To so s poskusi na miših tudi dokazali.

Kaj to pomeni? Avtorji zaključujejo: rezultati nas lahko pomenijo povečanje možnosti, da bi s specifičnimi zaviralci histonskih deacetilaz dobili nove terapije za zmanjšanje debelosti.

Moreno, C. & Mobbs, C., 2017. Hypothalamic Epigenetic mechanisms regulating energy Balance. Appetite, Izvod 112, pp. 286-288.

Moreno, C. in drugi, 2016. Role of Hypothalamic Creb-Binding Protein in Obesity and Molecular Reprogramming of Metabolic Substrates. PLoS ONE, 11(11), p. e0166381.