Að kanna hlutverk BHB í geðheilbrigði: Epigenetic mótun sem efnaskiptageðmeðferð
Áætlaður lestrartími: 16 mínútur
Svo þegar við tölum um ketógen mataræði sem framleiðir ketón, og þessi ketón eru sameindaboðefni, þá er þetta það sem ég á við. BHB er best rannsakaði ketónlíkaminn í bókmenntum á þessum tíma. Það þýðir ekki að hinir ketónlíkamarnir hafi ekki sameindaboðaáhrif eða áhrif. Það þýðir bara að rannsóknin, þegar þessi grein er gerð, beinist að þessum áhrifum sem sjást í BHB.
Áður var litið á BHB sem bara aukaafurð efnaskipta en hefur verið að öðlast skriðþunga í nokkur ár í viðurkenningu á hlutverki sínu í flóknu ferli epigenetic mótun, hlutverk sem hefur djúpstæð áhrif á taugageðræna sjúkdóma.
Epigenetics: Hinn fíngerði arkitekt genatjáningar
Áður en ég fer út í nokkrar upplýsingar um BHB, held ég að það sé mjög gagnlegt að skilja hugtakið epigenetics. Til að útskýra þetta vil ég nota algenga líkingu um bókasafn og bókasafnsvörð. Ímyndaðu þér DNA þitt sem risastórt bókasafn með miklu safni bóka fullt af erfðafræðilegum upplýsingum þínum. Epigenetics er í ætt við bókasafnsfræðing sem ákveður hvaða bækur eru teknar úr hillum til að lesa og hverjar eru í geymslu. Bókavörðurinn er mjög öflugur í þessari atburðarás, ertu ekki sammála því? Bókavörðurinn breytir ekki bókunum sjálfum – DNA röðin helst óbreytt – en bókasafnsvörðurinn hefur áhrif á hvaða hluta erfðakóðans er tjáður eða „lesinn“ og hverjir ekki. Í þessu bókasafni eru bækurnar (DNA) svo dýrmætar að ekki er hægt að fjarlægja þær. Hins vegar, þegar bók er valin til að lesa, býr sérstakt ferli (umritun) til ljósrit (boðberi RNA; mRNA) af nauðsynlegum síðum. Þessi ljósrit eru það sem fara úr safninu og bera þær upplýsingar sem þarf til að fruman geti framleitt prótein.
DNA röðin í genum er sú sama óháð epigenetic áhrif. Ég held að hugtökin erfðafræði og epigenetics geti verið ruglingsleg fyrir fólk sem ekki kannast við þessi hugtök. Ef þú ruglast á þessu ertu ekki einn. Við skulum skoða nokkur dæmi sem hjálpa okkur að skilja.
Að neyta matvæla sem er rík af B12 vítamíni, eins og kjöti, mjólkurvörum og eggjum, getur haft áhrif á erfðafræðileg merki. Þó B12 vítamín breyti ekki DNA röð gena sem tengjast heilsu tauga og blóðkorna, gegnir það lykilhlutverki við að viðhalda heilbrigðu DNA mynstri, sem er mikilvægt fyrir rétta tjáningu þessara gena.
Útsetning fyrir mengunarefnum og kemískum efnum, svo sem þungmálmum, getur haft í för með sér epigenetic breytingar. Þessi eiturefni breyta ekki raunverulegri DNA röð gena, en þau geta breytt DNA mynstur tjáningu. Þetta hefur áhrif á hvernig ákveðin gen eru tjáð, sem getur haft áhrif á heilsuna án þess að breyta erfðakóðanum sjálfum.
Sálfræðileg streita og áfallaupplifanir geta leitt til breytinga á epigenetic. Þessi reynsla breytir ekki DNA röðinni innan gena sem tengjast streituviðbrögðum og geðheilsu. Hins vegar geta þeir breytt því hvernig þessi gen eru tjáð með ýmsum aðferðum. Þessi breytta genatjáning getur haft áhrif á streituviðbrögð líkamans og jafnvel haft áhrif á frumuefnaskipti og starfsemi hvatbera þar sem streituviðbrögð eru nátengd orkunotkun og frumuheilbrigði. Þannig að á meðan erfðafræðilegi kóðinn er óbreyttur, getur það hvernig líkaminn bregst við streitu á sameindastigi verið verulega breytt.
Hreyfing hefur áhrif á tjáningu PPARGC1A gensins, sem er mikilvægt fyrir orkuefnaskipti. Þó æfingin breyti ekki raunverulegu DNA PPARGC1A gensins, eykur hún virkni þess. Þetta leiðir til aukinnar framleiðslu hvatbera í vöðvafrumum og betri orkunýtni, allt í gegnum epigenetic breytingar án þess að breyta DNA röð gensins.
Stjórnun á tjáningu gena (aka epigenetics) er náð með ýmsum aðferðum. Í þessari grein ætlum við að fræðast um breytingar á históni, DNA metýleringum og míkróRNA (miRNA), einnig þekkt sem RNA sem ekki er kóðað. Í lokin muntu skilja aðeins betur hvernig áhrif BHB hafa áhrif á þessi ferli sem eru mikilvæg fyrir genatjáningu á þann hátt sem hefur áhrif á heilaheilbrigði.
Skilningur á β-hýdroxýbútýrati: Meira en bara eldsneyti
Fyrir þá sem eru nýir á blogginu og ketógenískum mataræði, skulum við fljótt koma þér í gang! β-Hýdroxýbútýrat er ketónlíkami sem aðallega er framleiddur í lifur við skerta kolvetnainntöku, svo sem við föstu eða fylgni við ketógenískt mataræði. Í þessum ríkjum færist líkaminn frá því að nota glúkósa sem aðal eldsneytisgjafa til að brenna fitu, sem leiðir til framleiðslu á BHB og öðrum ketónum. Þú getur búið til BHB með því að fylgja ketógenískum mataræði, eða þú getur tekið BHB sem viðbót eða blöndu af þessu tvennu.
En þú þarft að vita að hlutverk BHB nær langt umfram það að vera bara annar orkugjafi. Það virkar sem boðsameind sem hefur áhrif á fjölda líffræðilegra ferla. Meðal forvitnilegustu hlutverka þess er hæfni þess til að móta og hafa áhrif á genatjáningu í gegnum ýmsar erfðafræðilegar leiðir sem tengjast skapi og vitrænni virkni.
Hlutverk β-hýdroxýbútýrats (BHB) í geðheilbrigði: erfðafræðileg áhrif og GPCR samskipti
Svo, til að skilja margþætt hlutverk β-hýdroxýbútýrats (BHB) í geðheilbrigði verðum við að kanna epigenetic áhrif þess, og sérstaklega samskipti þess við G prótein-tengda viðtaka (GPCR). GPCR eru stór fjölskylda frumuyfirborðsviðtaka sem gegna lykilhlutverki við að senda merki utan frumunnar og inn. Þeir bindast sérstökum bindlum (eins og hormónum, NTs og efnaskipta aukaafurðum eins og BHB) og þetta virkjar G prótein.
G prótein, stutt fyrir gúanín núkleótíðbindandi prótein, eru fjölskylda próteina sem virka sem sameindarofar inni í frumum. Þau eru staðsett á innri hlið frumuhimnunnar og eru virkjuð af GPCR.
Þegar G prótein eru virkjuð inni í frumunni, búa þau til mörg skref boðefnafalla sem fela í sér mikilvægar milliliðasameindir eins og aukaboðefni (td cAMP, kalsíumjónir) og kínasa (ensím sem bæta fosfathópum við önnur prótein). Sumar boðleiðir sem GPCR hafa frumkvæði að hafa óbeint samskipti við erfðafræðilega vélar frumunnar.
Til dæmis, fossinn sem þeir hefja getur leitt til virkjunar kínasa sem fosfórýla umritunarþætti eða önnur prótein sem taka þátt í genastjórnun. Í einfaldari skilmálum, þegar G prótein eru virkjuð, hefja þau keðjuverkun, sem að lokum virkjar ákveðin ensím (td kínasa). Þessir kínasar breyta síðan lykilpróteinum (eins og umritunarþætti) sem stjórna hvaða gen eru virk í frumunni. Þetta er hvernig merki utan frumunnar (eins og hormón) getur leitt til breytinga á því sem fruman er að gera, þar á meðal breytingar á því hvaða gen eru virk.
Svo allt er þetta mjög áhugavert, en hvað vitum við um hlutverk BHB í samskiptum við GPCR? GPR109A og GPR41 eru sérstakar tegundir af G prótein-tengdum viðtökum (GPCRs) þar sem BHB sértæk áhrif hafa verið auðkennd í rannsóknarritum.
BHB virkjar GPR109A í fitufrumum, dregur úr fitusundrun og einnig í ónæmis- og æðaþelsfrumum. Þessi virkjun getur valdið bólgueyðandi áhrifum, sem getur hugsanlega dregið úr hættu á æðakölkun. Hvernig gæti þetta þýtt í bein áhrif á heilaheilbrigði og þar af leiðandi veitt meðferðaráhrif fyrir geðsjúkdóma og taugasjúkdóma? Jæja, bólgueyðandi áhrif, eins og þau sem veitt eru með samspili BHB og GPR109A virkjunar í ónæmis- og æðaþelsfrumum, skipta sköpum fyrir heilann! Langvinn bólga er þekktur þáttur í ýmsum taugasjúkdómum, þannig að draga úr bólgu getur verndað heilann fyrir taugabólgu. Bætt starfsemi æðaþels eykur blóðflæði til heilans og tryggir betri afhendingu súrefnis og næringarefna - mikilvægar aðferðir fyrir starfhæfan heila og þar af leiðandi stöðugleika á skapi og vitrænni starfsemi.
Hins vegar eru áhrif BHB hamlandi eða „andstæð“ í tjáningu GPR41. Hvernig gæti BHB komið í veg fyrir tjáningu? Það virðist öfugsnúið, er það ekki? Svo, við skulum byrja að kanna þetta í samhengi við sykursýki.
Í sykursýki er óheft tjáning GPR41 tengd minni insúlínseytingu. Þessi lækkun er talin stuðla að áskorun beta-frumna í brisi við að bregðast nægilega vel við hækkuðu glúkósagildum, lykileinkenni sykursýki af tegund 2. GPR41 virkjun í brisi beta frumum getur í raun gegnt hlutverki við að hindra rétta glúkósaörvaða insúlínseytingu við sykursýki.
Hins vegar, eins og áður hefur komið fram, hefur verið séð að BHB andmælir tjáningu GPR41. Af hverju skiptir það máli? Vegna þess að andstæðingur (gangur á móti eða hægir á) tjáningu GPR41 getur haft jákvæð efnaskiptaáhrif.
Með því að vinna gegn GPR41 eykur BHB hugsanlega insúlínseytingu og bætir þar með blóðsykursstjórnun. Þetta fyrirkomulag bendir til mikilvægs hlutverks fyrir BHB við stjórnun sykursýki, sérstaklega við að auka glúkósaþol og insúlínnæmi. En hvað með geðsjúkdóma og taugavandamál sem einkennast af efnaskiptatruflunum í heilanum? Ég myndi halda því fram að þessi áhrif séu mikilvæg fyrir heilaheilbrigði.
Stöðugur blóðsykur er mikilvægur fyrir heilastarfsemi og bætt glúkósastjórnun styður vitræna heilsu, dregur úr hættu á taugahrörnunarsjúkdómum, hjálpar til við að koma á stöðugleika í skapi og býður upp á heildartaugavernd. Sýnt hefur verið fram á að andstæðingur BHB á GPR41 hefur áhrif á orkunotkun og sympatíska taugavirkni. Milliverkun sem hefur einnig áhrif á jafnvægi glúkósa með því að stjórna insúlínseytingu.
Andstæðingur GPR41 af BHB hefur einnig áhrif á sympatíska taugavirkni. Það er mikilvægt að stjórna virkni sympatískra tauga vegna þess að það er hluti af viðbrögðum líkamans við streitu. Með því að stilla þessa svörun getur BHB haft áhrif á að stjórna streitutengdum áhrifum á heilann, sem við vitum að getur truflað efnaskipti heilans. Hlutverk þessarar víxlverkunar í glúkósajafnvægi og insúlínseytingu er mikilvægt fyrir heilaheilbrigði og ójafnvægi getur leitt til skaps og vitræna vandamála og aukinnar hættu á taugahrörnunarsjúkdómum.
BHB gegnir mikilvægu hlutverki í bólgusjúkdómum, taugasjúkdómum og efnaskiptasjúkdómar sem innrænn GPCR bindill.
He, Y., Cheng, X., Zhou, T., Li, D., Peng, J., Xu, Y., & Huang, W. (2023). β-Hýdroxýbútýrat sem erfðafræðilegur breytir: Undirliggjandi aðferðir og afleiðingar. Heliyon. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21098
Það er ekki erfitt að sjá hvernig áhrif BHBs á GPCR hafa veruleg áhrif á efnaskiptaheilbrigði og þar af leiðandi bein áhrif á heilaheilbrigði.
Og þetta eru bara óbein áhrif BHB á epigenetic tjáningu í gegnum GPCRs. Við skulum fá þig til að hraða með beinum aðferðum sem taka þátt svo þú getir skilið betur hvers vegna þetta er svo öflug meðferð.
Metýlering 101: Að setja stig fyrir hlutverk BHB í genareglugerð
BHB hefur mikil áhrif á metýleringu. Áður en við getum talað um þau ættum við að eyða augnabliki í að tala um hvað metýlering er vegna þess að það er grundvallar líffræðilegt ferli sem gegnir mikilvægu hlutverki í genastjórnun og epigenetics.
Ekki flækja þetta orð of mikið. Það virðist ógnvekjandi í fyrstu, en í grunninn er metýlering bara að bæta litlum efnahópum sem kallast metýlhópar við ákveðna hluta DNA okkar eða við próteinin (histón) sem DNA er vafið um. Þau virka eins og „merki“ sem geta annað hvort virkjað eða þagað niður gen. Þegar metýlhópum er bætt við ákveðin svæði geta þeir „slökkt á“ geni og komið í veg fyrir að það sé notað til að búa til prótein. Þegar þessir litlu metýlhópar eru ekki til staðar „kveikja“ þeir á geni með því að leyfa því að vera virkt umritað í prótein. Metýlmerki slökkva á genum og þau gen búa ekki til prótein. Gen sem eru ekki með metýlmerki kveikja á og búa til prótein.
Í samlíkingu bókasafns og bókasafnsfræðings mætti líkja DNA metýleringu við að bókavörður setur ákveðin merki eða merki á ákveðnar bækur. Þessi merki breyta ekki innihaldi bókanna (DNA röð) en gefa til kynna hvort bók ætti að vera aðgengileg eða ekki. Í þessari líkingu, þegar bók er merkt af bókasafnsfræðingnum (metýleringu), er það merki um að ekki ætti að opna þessa bók eða lesa þessa stundina. Þetta er í ætt við hvernig metýlering í DNA getur bælt tjáningu ákveðinna gena. Það er eins og bókavörðurinn sé að segja: „Þessi bók er ekki þörf núna; við skulum hafa það á hillunni og úr umferð.“ Aftur á móti þýðir fjarvera slíks merki að hægt sé að lesa bókina, svipað og skortur á metýleringu getur gert geni kleift að tjá sig.
Hækkuð magn β-hýdroxýbútýrats (BHB) getur hamlað virkni ensíma eins og DNA metýltransferasa (DNMT). DNMT eru ábyrgir fyrir því að bæta metýlhópum við DNA, lykilferli í genastjórnun sem kallast metýlering. Með því að hindra þessi ensím getur BHB dregið úr metýleringu DNA sem getur leitt til breytinga á tjáningu ákveðinna gena.
Við skulum koma með dæmi til að auðvelda nám þitt!
BHB hamlar ensímum sem stuðla að metýleringu. Þessi hömlun af BHB gerir geninu PGC-1a (PPARG coactivator 1a) kleift að uppstilla. Þetta er virkilega, virkilega gott. PGC-1a skiptir sköpum fyrir starfsemi hvatbera og lífmyndun. Uppstjórnun þessa gena gegnir mikilvægu hlutverki við að viðhalda öndunarstarfsemi hvatbera og oxunarhraða fitusýru.
Ef þú vilt vita hvaða gen eru fyrir áhrifum af áhrifum BHB á metýleringu, þá muntu virkilega njóta þessarar greinar sem ég skrifaði um einmitt það!
Almennt er vitað að ketónlíkamar þjóna ekki aðeins sem aukaeldsneyti sem kemur í stað glúkósa heldur framkallar einnig andoxunar-, bólgueyðandi og hjartavörnandi eiginleika með því að bindast nokkrum markpróteinum, þ. (GPCR)
He, Y., Cheng, X., Zhou, T., Li, D., Peng, J., Xu, Y., & Huang, W. (2023). β-Hýdroxýbútýrat sem erfðafræðilegur breytir: Undirliggjandi aðferðir og afleiðingar. Heliyon. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21098
Þessi samvinna milli DNA metýleringar og histónbreytinga er lykillinn að því að slökkva á ákveðnum genum. Slík skipulögð víxlverkun er dæmi um hversu flókið erfðafræðileg stjórnun er, þar sem mörg ferli vinna saman til að fínstilla tjáningu gena og hafa að lokum áhrif á frumustarfsemi.
Að kanna tengslin milli BHB og HDAC hömlunar
Næst ætlum við að tala um eitthvað sem kallast Histone Deacetylases (HDAC). HDAC fjölskyldan samanstendur af nokkrum ensímum, hvert tilgreint með öðru númeri, eins og HDAC1, HDAC2, HDAC3, og svo framvegis, þar á meðal HDAC5. Þetta eru ensím sem venjulega fjarlægja asetýlhópa úr histónum, sem leiðir til þéttpakkaðs DNA og minnkaðrar genavirkni.
Sýnt hefur verið fram á að BHB hamlar HDAC5, og þetta hefur verið tengt taugaverndaráhrifum, þar sem það hjálpar til við að hindra leiðir sem leiða til frumudauða. Þetta hefur vakið upp spurningar um hlutverk ketóna, eins og BHB, við meðhöndlun á kvillum sem fela í sér erfðafræðilega afbrigði af HDAC5, svo sem geðhvarfasýki. Gæti mótun HDAC5 með ketónum verið lykilbúnaður þar sem ketógenískt mataræði beitir lækningalegum áhrifum sínum við geðhvarfasýki?
Snúum okkur aftur að samlíkingu bókasafns og bókasafnsfræðings. Ímyndaðu þér að bókasafnsfræðingurinn (epigenetics) noti HDACs (ensím) til að pakka bókunum (genunum) þéttara á hillurnar (histones). Þessi þétta pakkning í hillunum gerir það að verkum að erfitt er að draga út einstakar bækur (við höfum öll átt svona bókahillu, ekki satt?). Erfiðleikarnir við að ná bókinni úr hillunni dregur úr líkum á að hún verði lesin (genatjáning). Færri HDAC þýðir meira pláss í bókahillum og auðveldara að sækja bækur (gen). Náði því? Góður! Höldum áfram!
Og fyrir þá sem eru án líffræðibakgrunns gætirðu velt því fyrir þér hvort metýlering tengist á einhvern hátt histón deacetylasa (HDAC). Þeir eru ekki. Þetta eru greinilega mismunandi kerfi. Hins vegar er oft fjallað um þau saman í sömu greinum vegna þess að þessi aðferð hefur samvinnueðli. Svæði DNA sem gangast undir mikla metýleringu geta laðað að sér prótein sem þekkja þessi metýleruðu svæði. Þessi prótein geta síðan fengið HDAC á síðuna, sem þú ert að fara að læra að geta haft mikil áhrif.
Það vill svo til að BHB gegnir öflugu hlutverki í mótun á tjáningu gena með því að hindra histón deasetýlasa (HDAC). BHB hömlun á HDAC kemur í veg fyrir þessa afasetýleringu, sem leiðir til slakara ástands DNA.
Ég veit að orðið „afslappaður“ er skrítið í þessu samhengi. En ég er ekki að gera það upp. Hugtakið „afslappað“ í samhengi við breytingar á DNA og históni er viðeigandi og almennt notað í sameindalíffræði. Þegar DNA er „afslappað“ vísar það til ástands þar sem DNA er minna þétt vafið um histón. Þessi slökun skiptir sköpum fyrir tjáningu gena, þar sem hún gerir umritunarþáttum og öðrum stjórnpróteinum auðveldari aðgang að sérstökum DNA-svæðum.
Þessi slökun gerir ákveðnum genum, eins og FOXO3a, til dæmis, kleift að verða virkari. FOXO3a tekur þátt í ýmsum frumuferlum, þar á meðal streituviðbrögðum og frumudauða (forritaður frumudauði). Hömlun HDACs af BHB getur aukið umritun FOXO3a, sem stuðlar að streituþol frumu og lifunaraðferðum. Þessi áhrif eiga sérstaklega við í samhengi við taugavernd, sem er bráðnauðsynleg meðferðaráhrif hjá þeim sem þjást af geðsjúkdómum.
Ég vil ekki að þú haldir að áhrif BHBs á HDACs eigi aðeins við um eitt gen. Annað viðeigandi og mikilvægt dæmi um hvernig hömlun á HDAC með nærveru BHB sem epigenetic breyting er augljós þegar við skoðum Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF)
Niðurstöður okkar sýndu að ketónlíkaminn BHBA gæti stuðlað að BDNF tjáningu í styrk innan lífeðlisfræðilegs svæðis (0.02-2 mM) við eðlilega orkugjafa.
Hu, E., Du, H., Zhu, X., Wang, L., Shang, S., Wu, X., … & Lu, X. (2018). Beta-hýdroxýbútýrat stuðlar að tjáningu BDNF í hippocampal taugafrumum við nægjanlegt magn glúkósa. Neuroscience, 386, 315-325. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2018.06.036
Hömlun BHB á HDAC hefur einnig verið talin leiða til aukningar á tjáningu BDNF. BDNF er mikilvægt gen fyrir vöxt taugafrumna, lifun og synaptic mýkt. Með því að hindra HDAC, stuðlar BHB að meira asetýlerað ástand históna nálægt BDNF geninu, sem auðveldar umritun þess. Þessi uppstilling á BDNF getur haft veruleg áhrif á taugateygni, vitræna virkni og hugsanlega meðferð þunglyndis og annarra geðraskana.
Skilningur á áhrifum BHB á míkróRNA reglugerð
Önnur aðferð við epigenetic stjórnun er eitthvað sem kallast microRNAs (miRNAs), sem eru litlar ókóðarandi RNA sameindir sem stjórna genatjáningu. Þeir virka sem leiðarvísir sem geta fest sig við tiltekið boðbera RNA (mRNA) í frumunni og þegar þeir gera það geta míkróRNA (miRNA) annað hvort stöðvað boðbera RNA (mRNA) í að búa til prótein eða hægt á próteinframleiðslu. Hvernig útskýrum við hlutverk míkróRNA á epigenetic tjáningu með því að nota bókasafnslíkingu okkar?
Í erfðafræðilegu bókasafnslíkingunni okkar, þar sem gen eru bækur og bókasafnsvörðurinn táknar epigenetics, eru míkróRNA (miRNA) eins og litlir seðlar sem berast eftir að bókavörður hefur þegar valið að lesa bók (gen) og ljósrit (mRNA) hafa verið gerð. Þessar athugasemdir veita leiðbeiningar um hversu oft bókasafnsfræðingur (epigenetics) ætti að halda áfram að fá aðgang að ákveðnum bókum (genum) eða hvort takmarka ætti aðgang, sem tryggir betri stjórn á tjáningu gena til að mæta þörfum frumunnar.
BHB nær áhrifum sínum til míkróRNA (miRNA). Hvernig gerir BHB þetta? Þeir virka með því að bindast sértækum boðbera RNA (mRNA) sameindum, sem venjulega leiðir til bælingar eða niðurbrots þessara boðbera RNA. Eins og lýst er í bókasafnslíkingu okkar gegna míkróRNA (miRNA) hlutverki í stjórnun eftir umritun með því fyrst og fremst að fínstilla tjáningu gena. Þeir geta miðað á tiltekna boðbera RNA (mRNA) fyrir niðurbrot eða hamlað þýðingu þeirra til að auka eða draga úr framleiðslu ákveðinna próteina til að bregðast við kröfum frumunnar.
Slík ferli eru lykilþættir í stjórnun eftir umritun sem hafa áhrif á margs konar frumuferla, sem fela í sér umbrot.
Rannsóknir sem gerðar hafa verið á sjálfboðaliðum manna hafa sýnt að tjáningarsnið míkróRNA var verulega breytt eftir 6 vikna meðferð á ketógenískum mataræði (KD), sem bendir til þess að efnaskiptabreytingar sem KD framkallar, sem felur í sér hækkuð BHB gildi, geta leitt til breytinga á miRNA tjáningu.
Á heildina litið sýndu sjálfboðaliðar á KD stjórnun á miRNA sem miða að sérstökum genum sem tengjast umbrotum næringarefna sem og mTOR, PPAR, insúlín og frumuboðaleiðir
Nasser, S., Vialichka, V., Biesiekierska, M., Balcerczyk, A., & Pirola, L. (2020). Áhrif ketógen mataræðis og ketónlíkama á hjarta- og æðakerfið: Einbeiting skiptir máli. Heimsrit um sykursýki, 11(12), 584–595. https://doi.org/10.4239/wjd.v11.i12.584
En það áhugaverða var að miRNA sem stjórnað er af ketógenískum mataræði (KD) miðar að sérstökum genum sem tengjast umbrotum næringarefna, sem og mikilvægum boðleiðum eins og mTOR (mekanískt markmið rapamýsíns), PPAR (peroxisome proliferator-activated receptors), insúlín. boðleiðir og cýtókínboðaleiðir. Þetta eru mikilvægar leiðir fyrir heilaheilbrigði með því að stilla orkuefnaskipti og gera við og draga úr taugabólgu.
Það er bara önnur leið sem BHB getur stuðlað að því að fínstilla tjáningu gena, hafa áhrif á frumustarfsemi og veita hugsanleg meðferðaráhrif á sjúkdómsferla eða efnaskiptaástand.
Niðurstaða
Í þessari grein hefur þú kannað nokkra aðferðir þar sem nærvera BHB virkar sem erfðafræðilegur mótandi genatjáningar. Ef við snúum aftur að samlíkingu okkar um bókasafnið fullt af bókum (genum) og bókasafnsfræðingnum (eiginleikar), verður augljóst að BHB tekur við hlutverki bókasafnsfræðingsins í erfðafræðilegu „bókasafninu“ okkar.
Líkt og áhrif bókasafnsfræðings á innihald safnsins, breytir BHB ekki grundvallar DNA röðinni sjálfu; það skilur DNA röðina óbreytta. Hins vegar gegnir BHB mikilvægu hlutverki við að hafa áhrif á epigenetic merki og sameindaferla sem ákvarða genatjáningu. Með áhrifum sínum á ferla eins og histónbreytingar, DNA metýleringu og míkróRNA stjórnun, kemur BHB fram sem öflugur eftirlitsaðili í flóknum heimi epigenetics. Það hefur mikil áhrif á efnaskiptaástand okkar og getur haft áhrif á genatjáningu, haft áhrif á virkni margra viðeigandi kerfa sem hafa áhrif á heilaheilbrigði. Og þess vegna spyr ég, hvers vegna myndi það ekki veita meðferðaráhrif fyrir geðsjúkdóma og taugasjúkdóma?
Ég vona innilega að þessi grein hafi verið gagnleg við skilning þinn á ketógenískum mataræði. Þú átt rétt á að vita allar leiðir sem þér getur liðið betur, og þar sem öflug sameindaboðaáhrif ketóna eru auðkennd í rannsóknarbókmenntum gætirðu verið að uppgötva að ketógenískt mataræði gæti verið eitt af þeim.
Meðmæli
Conway, C., Beckett, MC og Dorman, CJ (2023). DNA slökunarháð OFF-to-ON hlutdrægni tegund 1 erfðaskipta um fimbríu krefst Fis-kjarna-tengds próteins. Örverufræði (Reading, England), 169(1), 001283. https://doi.org/10.1099/mic.0.001283
Cornuti, S., Chen, S., Lupori, L., Finamore, F., Carli, F., Samad, M., Fenizia, S., Caldarelli, M., Damiani, F., Raimondi, F., Mazziotti, R., Magnan, C., Rocchiccioli, S., Gastaldelli, A., Baldi, P. og Tognini, P. (2023). Heilahistón beta-hýdroxýbútýrýlering tengir umbrot við genatjáningu. Lífvísindi frumna og sameinda, 80(1), 28. https://doi.org/10.1007/s00018-022-04673-9
Hu, E., Du, H., Zhu, X., Wang, L., Shang, S., Wu, X., Lu, H., & Lu, X. (2018). Beta-hýdroxýbútýrat stuðlar að tjáningu BDNF í taugafrumum í Hippocampal undir fullnægjandi glúkósaframboði. Neuroscience, 386, 315-325. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2018.06.036
Huang, C., Wang, P., Xu, X., Zhang, Y., Gong, Y., Hu, W., Gao, M., Wu, Y., Ling, Y., Zhao, X., Qin, Y., Yang, R. og Zhang, W. (2018). Ketónlíkamaumbrotsefnið β-hýdroxýbútýrat veldur geðdeyfðartengdri útbreiðslu microglia fyrir tilstilli HDACs hömlunar af stað Akt-small RhoGTPase virkjun. Glia, 66(2), 256-278. https://doi.org/10.1002/glia.23241
Mikami, D., Kobayashi, M., Uwada, J., Yazawa, T., Kamiyama, K., Nishimori, K., … & Iwano, M. (2019). β-Hýdroxýbútýrat, ketónlíkami, dregur úr frumudrepandi áhrifum cisplatíns með virkjun HDAC5 í nýrnabarkarþekjufrumum manna. Lífvísindi, 222, 125-132. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2019.03.008
Murakami, M. og Tognini, P. (2022). Sameindakerfi sem liggja til grundvallar lífvirkum eiginleikum ketógenískrar mataræðis. Næringarefni, 14(4), 782. https://doi.org/10.3390/nu14040782
Mukai, R. og Sadoshima, J. (2023). Keton líkamar varðveita hvatbera í gegnum erfðafræði. JACC: Basic to Translational Science, 8(9), 1138-1140. https://doi.org/10.1016/j.jacbts.2023.05.013
Nasser, S., Vialichka, V., Biesiekierska, M., Balcerczyk, A., & Pirola, L. (2020). Áhrif ketógen mataræðis og ketónlíkama á hjarta- og æðakerfið: Einbeiting skiptir máli. World Journal of Diabetes, 11(12), 584-595. https://doi.org/10.4239/wjd.v11.i12.584
Tang, C., Ahmed, K., Gille, A., Lu, S., Gröne, H.-J., Tunaru, S., & Offermanns, S. (2015). Tap á FFA2 og FFA3 eykur insúlínseytingu og bætir glúkósaþol hjá sykursýki af tegund 2. Nature Medicine, 21(2), 2. gr. https://doi.org/10.1038/nm.3779