במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת התקדמות המדע, צוות גדול של חוקרים בארצות הברית בדק את ההשפעות המזיקות של דיאטות קטוגניות. המחקר השתמש במודלים של עכברים ודיווח שדיאטות קטוגניות יכולות לגרום להזדקנות תאית באיברים שונים, כמו הכליות והלב. הזדקנות תאית זו תלויה בחלבון קינאז המופעל על ידי אדנוזין מונופוספט (AMPK) וחלבון גידול 53 (p53).
מחקר: תזונה קטוגנית גורמת להזדקנות תאית תלויה ב-p53 במספר איברים. קרדיט תמונה: SewCreamStudio / Shutterstock
רקע כללי
דיאטות קטוגניות הפכו פופולריות ביותר כשיטת הרזיה יעילה בעשורים האחרונים. התזונה מבוססת על העיקרון שהימנעות מפחמימות תגרום לפירוק שומן לייצור קטונים בכבד, המשמשים כמקור אנרגיה חלופי. דיאטות קטוגניות שימשו גם לטיפול באפילפסיה עקשנית והראו יתרונות נגד הפרעות ניווניות וסרטן.
מחקרים המשתמשים במודלים של עכברים דיווחו גם כי לדיאטות קטוגניות יכולות להיות השפעות אנטי דלקתיות ולהועיל נגד השמנת יתר, פנוטיפים מטבוליים ונוירולוגיים. עם זאת, מחקרים אחרים דיווחו כי תכולת הפחמימות הנמוכה של דיאטות קטוגניות גורמת להשפעות פרו דלקתיות ומגבירה את הסיכון לנזק לכליות ולפיברוזיס לבבי.
השימוש בתזונה קטוגנית לטיפול באפילפסיה בלתי פתירה בילדים נקשר גם לסיכון גבוה יותר לשברים בעצמות, הפרעות בגדילה ואבנים בכליות. עם זאת, ישנו מיעוט של מידע על המנגנונים התורמים לתוצאות מנוגדות אלו.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים השתמשו בשתי דיאטות קטוגניות שונות על עכברים כדי לבחון את ההשפעות המזיקות של דיאטות קטוגניות ובהמשך השתמשו במחקרי נוק-אאוט כדי להבין את המנגנונים שבאמצעותם לתזונה קטוגנית יש השפעה שלילית על הבריאות. שני סוגי הדיאטות הקטוגניות שנבדקו במחקר זה היו הדיאטה המבוססת על קריסקו והדיאטה המבוססת על חמאת קקאו, לאור ההבדל המשמעותי בשומנים רוויים לעומת בלתי רוויים בשתי הדיאטות.
עכברים בני שישה שבועות בקירוב חולקו אקראית לקבוצת דיאטה ביקורת או לקבוצת דיאטה קטוגנית. התוכן הקלורי של קבוצת הביקורת היה 17% שומנים ו-58% פחמימות. לשם השוואה, האחוזים הקלוריים של שתי הדיאטות הקטוגניות היו 90.5% שומנים ורק 0.3% פחמימות. התזונה הקטוגנית כאן הייתה מבוססת קריסקו והכילה כ-84% שומנים בלתי רוויים.
בניסוי החלופי, התזונה הקטוגנית הייתה מבוססת חמאת קקאו והפיקה 90% מהקלוריות משומנים והשאר מחלבונים, ללא פחמימות. דיאטת הבקרה לניסוי זה כללה 80% קלוריות מפחמימות ו-10% כל אחת משומנים וחלבונים.
גופי קטון נוטרו באמצעות דגימות דם מלאות למדידת רמות β-hydroxybutyrate, והעכברים עברו גם בדיקות סבילות לאינסולין וגלוקוז. העכברים הורדמו שבוע עד שלושה שבועות לאחר התחלת הדיאטה, וכל הרקמות נקצרו לניתוח. חלק מהעכברים הוחלפו לדיאטת הבקרה לאחר סיום הדיאטה הקטוגנית כדי לבחון את התמדתה של הזדקנות תאית הנגרמת על ידי דיאטה קטוגנית.
הרקמות שנקטפו מהעכברים היו כפופות למגוון רחב של ניתוחים כגון אימונוהיסטוכימיה, סופג מערבי, מיצוי של חומצה ריבונוקלאית (RNA) וניתוח ביטוי של RNA שליח (mRNA), משקעים אימוניים של כרומטין, רצף RNA כולל, בדיקת פעילות אנזימים קספאז-2 , ומבחני אימונוסורבנט המקושרים לאנזים.
תוצאות
התוצאות הראו שהתזונה הקטוגנית גרמה לשינויים כמו הצטברות תאי מזדקן באיברים חיוניים שונים, כולל הכליות והלב. הצטברות זו של תאים מזדקנים הובילה לדלקת, שלדעת החוקרים היו לה גם השלכות קליניות אחרות. הם הזכירו מחקרים אחרים שמצאו חוסר ויסות בתפקוד המיטוכונדריאלי ופיברוזיס לבבי הקשורים לתזונה קטוגנית ארוכת טווח ומציעים כי הזדקנות תאית עשויה להיות מעורבת.
ניתוח מסלול ההמצאה ששימשו לניתוח נתוני רצף ה-RNA וזיהוי מווסתים במעלה הזרם ומסלולים מועשרים מצא שהקולטן α המופעל על ידי פרוקסיזום פרוליפרטור והחלבונים p53 ו-p21 היו מווסתים במעלה הזרם שהופעלו בתזונה קטוגנית. יתר על כן, 89 גנים המעורבים בהזדקנות תאית ומווסתים על ידי p53 נמצאו מועשרים בכבד, בכליות ובלב.
על ידי ביטול קספאז-2 ו-p53 ושימוש במעכבי קספס-2, p21 ו-AMPK, המחקר מצא גם ש-AMPKα מזורחת והשבתה של דקה כפולה 2 של עכבר דרך חיתוך קספס-2 הובילו להצטברות של p53, והפעלה של p21 בעכברים על דיאטות קטוגניות.
בנוסף, ניתוח של דגימות סרום עכברים ופלסמה אנושית מאנשים שנכללו בניסויים קליניים של דיאטה קטוגנית דיווח כי הסמן הביולוגי של הפרשה הקשורה להזדקנות (SASP) הועלה בקשר עם דיאטות קטוגניות. החוקרים ציינו כי סנוליטים רחבי טווח כגון navitoclax או מעקב אחר דיאטות קטוגניות לסירוגין יכולים לסייע בהעלמת ההזדקנות התאית הנובעת מדיאטות קטוגניות.
מסקנות
בסך הכל, הממצאים העלו כי דיאטות קטוגניות ארוכות טווח גרמו להעשרה של מסלולי הזדקנות תאית הכוללים p53 ו-p21, וכתוצאה מכך הצטברות של תאים מזדקנים באיברים מרכזיים כמו הכליות והלב, מה שעלול להוביל לפיברוזיס לבבי ועוד. השלכות קליניות. עם זאת, הקפדה על דיאטה קטוגנית לסירוגין ושימוש בסנוליטיקה יכולה לסייע בהעלמת הזדקנות תאית.
