Naukowcy z Baylor College of Medicine, Stanford University School of Medicine oraz współpracujących instytucji opublikowali w czasopiśmie Cell odkrycie BHB-Phe, nowego związku produkowanego przez organizm, który reguluje apetyt i masę ciała poprzez oddziaływanie z neuronami w mózgu.
Do tej pory BHB było znane jako związek produkowany przez wątrobę jako źródło energii. W ostatnich latach naukowcy odkryli jednak, że stężenie BHB wzrasta po poście lub wysiłku fizycznym, co skłoniło ich do dalszych badań nad potencjalnymi korzyściami tego związku w leczeniu otyłości i cukrzycy.
W bieżącym badaniu zespół ze Stanford University, kierowany przez współautora publikacji dr Jonathana Z. Longa, profesora nadzwyczajnego patologii, odkrył, że BHB uczestniczy również w innym szlaku metabolicznym. W tym przypadku enzym CNDP2 łączy BHB z aminokwasami. Co więcej, najobficiej występujący związek BHB z aminokwasem, czyli BHB-Phe, może wpływać na masę ciała i metabolizm w modelach zwierzęcych.
Zespół z Baylor, kierowany przez współautora dr Yong Xu, profesora pediatrii – żywienia oraz zastępcę dyrektora ds. nauk podstawowych w USDA/ARS Children’s Nutrition Research Center przy Baylor, podjął się zadania zbadania, jak BHB-Phe wpływa na zachowanie żywieniowe i masę ciała myszy.
„Wiemy, że grupy neuronów w mózgu regulują zachowania żywieniowe, dlatego przeanalizowaliśmy cały mózg, aby określić, które obszary są aktywowane przez BHB-Phe,” powiedział dr Xu. „Odkryliśmy, że BHB-Phe aktywuje populacje neuronów w podwzgórzu i pniu mózgu, co tłumi apetyt i zmniejsza masę ciała. Z kolei myszy genetycznie zmodyfikowane tak, by nie produkowały enzymu CNDP2, a tym samym BHB-Phe, jadły więcej i przybierały na wadze.”
Co ciekawe, enzym CNDP2, który produkuje BHB-Phe, wytwarza również pokrewny związek o nazwie Lac-Phe, wcześniej odkryty przez tych samych autorów. Lac-Phe, jak donieśli naukowcy na łamach czasopisma Nature, to związek we krwi produkowany podczas wysiłku fizycznego, który może zmniejszać apetyt i otyłość u myszy. Ale czy Lac-Phe i BHB-Phe wywierają swoje wspólne efekty poprzez aktywację tych samych neuronów w mózgu?
„Nasze analizy wykazały, że jedynie niewielka część neuronów była aktywowana przez oba związki; większość neuronów aktywowanych przez Lac-Phe i BHB-Phe była różna,” powiedział dr Xu. „Wskazuje to na możliwość, że mimo iż oba związki wpływają na zachowania żywieniowe w podobny sposób, robią to za pomocą różnych mechanizmów.”
Odkrycia sugerują, że nowy szlak metaboliczny z udziałem BHB-Phe, który występuje również u ludzi, może być zaburzony w przypadku otyłości i innych stanów chorobowych, co podkreśla konieczność dalszych badań nad tym mechanizmem.
„To odkrycie otwiera wiele nowych możliwości,” powiedział dr Long. „Na przykład, w przyszłości może być możliwe, aby ludzie spożywali BHB-Phe w celu utraty wagi bez konieczności ograniczania spożycia węglowodanów.”
Źródło: Cell, A β-hydroxybutyrate shunt pathway generates anti-obesity ketone metabolites
DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.032
