生酮饮食在试图减肥的人群中有支持者也有反对者，但无论如何，这种饮食已被证明对小鼠的记忆有影响。科学家发现，高脂肪、低碳水化合物的饮食能够增强老年小鼠的记忆，他们还确定了一条新的分子信号通路，可以改善突触功能。这个新的发现有助于解释这种饮食对脑健康和衰老的积极影响。来自巴克研究所和智利大学的科学家发现了一条增强突触功能的新分子信号通路。这有助于解释生酮饮食如何有利于脑健康并减缓衰老过程。该研究发表于2024年6月5日的《细胞报告医学》期刊。这些发现为在分子水平上针对记忆改善开辟了新的可能性，而不需要遵循生酮饮食或其副产品。
“我们的研究表明生酮饮食对脑功能有广泛的好处。我们还确定了一种作用机制，这可以作为一种策略来维持和增强认知功能，而不需要遵循生酮饮食或其副产品，”研究人员说道。该研究的高级作者克里斯蒂安·冈萨雷斯-比劳特博士表示，这种功能在衰老过程中是重要的。他是智利大学的教授，也是他们脑健康与代谢的老年科学中心的主任，以及巴克研究所的副教授。
合著研究的约翰·纽曼博士提到，他们之前的工作表明生酮饮食可以改善健康期和老年小鼠的记忆。新的研究表明，他们可以从老年动物开始，仍然改善衰老大脑的健康，并且这些变化开始相对迅速地发生。纽曼同时是巴克研究所的教职员工和加州大学旧金山分校的老年病学家。“这项研究是迄今为止对生酮饮食对老年小鼠大脑影响的最全面的研究。”
一个多世纪前，科学家观察到消耗较少卡路里的老鼠活得更长。“我们现在明白，操控寿命的能力不仅仅是关于吃得更少，”纽曼解释道，“而是与内部细胞信号相关，这些信号调节对可用营养的特定通路。这些通路中的许多与老化相关，例如控制蛋白质周转和代谢。”信号之一是酮体的存在，包括乙酰乙酸（AcAc）、β-羟丁酸（BHB）和丙酮，它们在肝脏中产生。当出现葡萄糖短缺时，例如由于卡路里限制、剧烈运动或低碳水化合物摄入（如生酮饮食中所见）时，这些分子会增加。
七年前，纽曼及其团队证明通过生酮饮食暴露小鼠于较高水平的酮体可以帮助它们活得更久且衰老得更健康。这对它们的整体健康产生了重要影响。“这项研究中最有趣的发现之一是，生酮饮食下的小鼠在衰老过程中其记忆得以保存，甚至可能比它们年轻时的记忆更好，”研究人员表示。
该研究旨在确定生酮饮食的具体成分以及这些成分在分子水平上如何影响大脑以增强记忆，研究由冈萨雷斯-比劳特领导，并与巴克研究所的其他科学家合作。在这项研究中，生酮饮食的小鼠被喂以90%脂肪和10%蛋白质的饮食，而对照饮食的小鼠则摄入相同量的蛋白质但仅有13%的脂肪。被称为“高龄”的小鼠（超过两岁）被给予了一周生酮饮食。这些小鼠在接受了一周的生酮饮食后，又进行了为期一周的对照饮食，以防止暴饮暴食和肥胖。
冈萨雷斯-比劳特通过对老年小鼠进行神经生理和行为实验，展示了生酮饮食的益处。这些实验测试了记忆生成、存储和提取机制的有效性。结果表明，生酮饮食改善了负责记忆的突触功能。这导致了对这些突触在海马体内的蛋白质组成的详细检查，并与巴克教授合作。教授比尔吉特·希林博士领导的蛋白质组学和质谱中心对生酮饮食对突触蛋白的显著影响表示惊讶。观察到这些变化在经历一周的饮食后便开始显现，并随着时间推移（六周和一年后的测试）而变得更加明显。此外，团队发现生酮饮食激活了一条关键的突触活性的特定信号通路（蛋白激酶A）。证明了主要在生酮饮食中生成的BHB活化了这条通路。这表明，酮体，特别是BHB，不仅作为能量源而发挥关键作用，同时也作为信号分子。“BHB可能不是唯一参与的分子，但我们相信它在理解生酮饮食和酮体的机制中是一个重要方面，”纽曼表示。“这项研究首次真正将酮体的复杂分子机制与改善衰老大脑联系在一起。”接下来的阶段将集中在探索是否可以通过单独使用BHB或者可能通过更特定的操控蛋白激酶A信号通路来实现类似的记忆保护。目标是通过针对特定细胞中的信号通路来重现对突触功能和记忆的总体影响。这未来可能消除对生酮饮食的需求。
