健康

ケトジェニックダイエットが老齢マウスの健康寿命と記憶力を改善する仕組み

ケトジェニックダイエットにはダイエットをする人の間で熱狂的な支持者と批判者がいるが、いずれにせよ、このダイエットはマウスの記憶力に科学的に文書化された影響を与える。高脂肪、低炭水化物のダイエットが高齢のマウスの記憶力を高める仕組みを解明する中で、バックの科学者とチリ大学のチームは、シナプス機能を改善し、このダイエットが脳の健康と老化に及ぼす利点を説明するのに役立つ新しい分子シグナル伝達経路を特定した。2024年6月5日号に掲載。 セルレポート医学この研究結果は、ケトン食やその副産物を必要とせずに、分子レベルで記憶効果を標的とする新たな方向性を示しています。 「我々の研究は、ケトン食の効果が脳機能に広く有益であることを示しており、加齢に伴う脳機能の維持と改善のための戦略を提供する作用機序を提供している」と、研究の主任著者で、チリ大学教授、同大学の脳健康と代謝のための老年科学センター所長、バック研究所非常勤教授でもあるクリスチャン・ゴンザレス・ビヨー博士は述べた。 「ケトン食が老齢マウスの健康寿命と記憶力を改善するというこれまでの研究を踏まえ、この新しい研究は、高齢の動物から始めても老化した脳の健康を改善できること、そして変化が比較的早く起こり始めることを示しています」と、バック研究所のジョン・ニューマン医学博士は述べた。ニューマンの研究所は、この研究でゴンザレス・ビヨー博士と共同研究を行った。ニューマンは、バック研究所の助教授であり、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の老年医学医でもある。「これは、ケトン食とマウスの老化脳に関するこれまでで最も詳細な研究です。」 1 世紀以上前、研究者たちは、より少ない食物を摂取したネズミの方が長生きするのを観察した。「寿命を操作できるということは、特に食べる量を減らすということではなく、利用可能な栄養素に応じて特定の経路をオン/オフにする細胞内の信号に関係していることが今ではわかっている」とニューマン氏は述べた。これらの経路の多くは、タンパク質の代謝や代謝の制御など、老化に関係している。 こうしたシグナルの一部はケトン体で、アセト酢酸 (AcAc)、β-ヒドロキシ酪酸 (BHB)、そしてごく少量のアセトンから構成されています。これらの分子は肝臓で定期的に生成されます。カロリー制限、激しい運動、ケトジェニックダイエットなどの低炭水化物摂取などによりグルコースが不足すると、ケトン体が増加します。 7年前、ニューマン氏は、ケトン食によってマウスが成人期の大部分にわたってケトン体のレベルを上昇させると、マウスの寿命が延び、より健康的に老化するのに役立つという概念を初めて証明した研究チームを率いた。「老化に伴うマウスの健康への最も顕著な影響は、記憶力が維持されたことだ。若い頃よりも記憶力が向上した可能性もある」と同氏は述べた。 ケトジェニック ダイエットのどの部分が効果を発揮し、分子レベルで脳にどのような影響を与えて記憶力を向上させているのかを明らかにするために設計された今回の研究は、ゴンザレス ビヨートがバック研究所の科学者と共同で主導した。ケトジェニック ダイエットを実施したマウスには、カロリーの 90% が脂肪、10% がタンパク質の割合で与えられるが、対照食を摂取したマウスには同量のタンパク質が与えられ、脂肪は 13% にとどまる。2 歳以上の「高齢」の試験マウスは、マウスが食べ過ぎて肥満にならないように、1 週間のケトジェニック ダイエットと 1 週間の対照食を交互に摂取した。 ゴンザレス＝ビヨート氏によると、ケトン食の効用は、マウスを使った神経生理学および行動学の実験で実証された。この実験では、高齢動物の記憶の生成、保存、および検索機能に関わるメカニズムがどの程度優れているかをテストした。この実験で、ケトン食が記憶を司るシナプスの働きに良い影響を与えることが示されたため、彼らは、プロテオミクスおよび質量分析センターを率いるバック教授ビルギット・シリング博士と共同で、海馬のこれらのシナプスのタンパク質組成を詳細に調査した。 「驚いたことに、ケトン食がシナプスのタンパク質に劇的な変化を引き起こしたことがわかりました」とシリング氏は語った。さらに驚くべきことは、この変化は比較的短期間の食事療法（食事療法開始からわずか 1 週間後にテスト）で始まり、時間が経つにつれてさらに顕著になった（6 週間後と 1 年後に再度テスト）ことだと彼女は述べた。 さらに検査を進めると、シナプスでは特定のシグナル伝達経路（シナプスの活動に不可欠なタンパク質キナーゼ A）がケトン食によって活性化されることがわかった。研究チームは次に、単離した細胞で、ケトン食で生成される主なケトン体である BHB がこの経路を活性化しているらしいことを明らかにした。ゴンザレス ビヨート氏によると、このことからケトン体（特に BHB）はエネルギー源としてだけでなく、シグナル伝達分子としても重要な役割を果たしているという考えが生まれたという。 「BHBが唯一の分子ではないことはほぼ確実だが、これはケトン食とケトン体の働きを理解する上で重要な部分だと考えている」とニューマン氏は述べた。「これはケトン体の深い分子メカニズムを老化脳の改善にまで実際に結び付けた初の研究だ」…