W niedawnym badaniu przeprowadzonym na Uniwersytecie w Japonii naukowcy przeanalizowali wpływ ketogenezy na myszy i odkryli, że wykazuje ona ochronne działanie na komórki, pozwalając zachować prawidłowe funkcje mitochondriów. Przypuszczalnie efekt ten będzie można wykorzystać w przyszłych terapiach chroniących mitochondria przed niekorzystnymi procesami.
Do źródeł pozyskiwania energii zaliczamy: glukozę, kwasy tłuszczowe oraz ketony (ciała ketonowe). Ciała ketonowe stanowią alternatywne źródło energii dla komórek i narządów w okresach postu lub niedoboruy innych źródeł energii. Ketogeneza jest procesem powstawania ciał ketonowych w organizmie. Natomiast stan w którym dochodzi do wzrostu i podwyższonego poziomu ciał ketonowych we krwi nazywany jest ketozą.
Ketoza – wpływ na zdrowie
Jednocześnie wiadomo, że ketogeneza jest naturalnym procesem u noworodków, niezależnie od liczby kalorii spożywanych podczas karmienia. Dlatego, aby zrozumieć rolę ketozy i jej wpływ na mitochondria, poddano badaniu myszy z niedoborem ważnego enzymu uczestniczącego w ketogenezie (myszy zostały pozbawione genu syntazy HMG-CoA). Analiza wyników wykazała, że z powodu braku ciał ketonowych u myszy rozwinęło się poważne stłuszczenie wątroby w okresie noworodkowym.
Badając mitochondria u myszy z niedoborem enzymu syntazy HMG-CoA, naukowcy wykazali, że reakcje w cyklu Krebsa (cykl produkcji energii), uległy zaburzeniu. W zdrowym organizmie, podczas cyklu Krebsa składniki odżywcze są przekształcane w acetylo-CoA, który jest następnie przekształcany w inne związki w celu wytworzenia energii. Jednak w przypadku braku enzymu syntazy HMG-CoA dochodziło do nagromadzenia nadmiaru acetylo-CoA (z powodu niewystarczającej ketogenezy). Zbyt duża ilość acetylo-CoA upośledza funkcje białek w mitochondriach i proces acetylacji, który służy ochronie białek przed niepożądanymi zmianami.
Natomiast u zdrowych noworodków w okresie wzrostu, spożycie kwasów tłuszczowych podczas karmienia aktywuje ketogenezę i działa ochronnie, zapobiegając nadmiernej acetylacji białek mitochondrialnych i utrzymując prawidłowe funkcje mitochondriów.
Wynik ten daje wstępne, ale obiecujące perspektywy na przyszłość w celu zastosowania ketozy w ochronie funkcji mitochondriów.
Na podstawie: Arima, Y., et al. (2021) Murine neonatal ketogenesis preserves mitochondrial energetics by preventing protein hyperacetylation. Nature Metabolism. doi.org/10.1038/s42255-021-00342-6.