จนถึงขณะนี้ β-hydroxybutyrate (BHB) เป็นที่รู้จักในฐานะสารประกอบที่ผลิตโดยตับเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง ในการศึกษาใหม่ นักวิจัยค้นพบว่า BHB ยังมีส่วนร่วมในวิถีทางเมแทบอลิซึมอื่นด้วย ในกรณีนี้ เอนไซม์ที่เรียกว่า CNDP2 จะรวม BHB กับกรดอะมิโน นอกจากนี้กรดอะมิโน BHB ที่มีมากที่สุดคือ N-β-hydroxybutyryl phenylalanine (BHB-Phe) สามารถส่งผลต่อน้ำหนักตัวและการเผาผลาญในสัตว์ทดลองได้
β-Hydroxybutyrate (BHB) เป็นสารคีโตนที่อุดมสมบูรณ์ จนถึงปัจจุบัน เส้นทางเมแทบอลิซึมของ BHB ที่ทราบทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการสลับกันของ BHB และตัวกลางพลังงานปฐมภูมิ โมยา-การ์ซอนและคณะ- ระบุเส้นทางเมแทบอลิซึมรองของ BHB ที่ไม่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ผ่านการผันของเอนไซม์ที่ขึ้นกับ CNDP2 ของ BHB และกรดอะมิโนอิสระ เครดิตภาพ: Moya-Garzonและคณะ., ดอย: 10.1016/j.cell.2024.10.032.
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้พัฒนาวิถีทางตอบสนองต่อสารอาหารที่ซับซ้อน ซึ่งเชื่อมโยงแหล่งพลังงานภายนอกเข้ากับสภาวะสมดุลทางเมตาบอลิซึมภายใน
วิถีทางเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสารเมตาบอไลต์ของพลังงานเซลล์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งเชื้อเพลิงในการเผาผลาญและเป็นตัวส่งผลกระทบขั้นปลายน้ำ
ตัวอย่างที่สำคัญคือ BHB ซึ่งเป็นร่างกายที่เป็นคีโตนซึ่งมีระดับเพิ่มขึ้นในช่วงที่มีคาร์โบไฮเดรตต่ำ เช่น ในช่วงอดอาหาร การอดอาหารเป็นระยะ หรือเมื่อรับประทานอาหารที่เป็นคีโตเจนิก
ในการวิจัยครั้งใหม่ ศาสตราจารย์ Yong Xu จากวิทยาลัยแพทยศาสตร์เบย์เลอร์ และเพื่อนร่วมงาน มุ่งศึกษาว่า BHB-Phe ซึ่งเป็นกรด BHB-amino ที่มีมากที่สุด มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการให้อาหารและน้ำหนักตัวของหนูอย่างไร
“เรารู้ว่ากลุ่มของเซลล์ประสาทในสมองควบคุมพฤติกรรมการกินอาหาร ดังนั้นเราจึงทำแผนที่สมองทั้งหมดเพื่อพิจารณาว่าบริเวณใดที่ BHB-Phe กระตุ้น” ศาสตราจารย์ Xu กล่าว
“เราพบว่า BHB-Phe กระตุ้นการทำงานของประชากรประสาทในไฮโปทาลามัสและก้านสมอง และสิ่งนี้จะระงับการให้อาหารและลดน้ำหนักตัว”
“ในทางตรงกันข้าม หนูดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อไม่ให้สร้าง CNDP2 ดังนั้นจึงขาด BHB-Phe กินมากขึ้น และเพิ่มน้ำหนัก”
สิ่งที่น่าสนใจคือเอนไซม์ CNDP2 ที่ผลิต BHB-Phe ยังผลิตสารประกอบที่เกี่ยวข้องที่เรียกว่า Lac-Phe ซึ่งทีมค้นพบก่อนหน้านี้
“แลคเพเป็นสารประกอบในเลือดที่ผลิตขึ้นระหว่างการออกกำลังกาย และสามารถลดการรับประทานอาหารและความอ้วนในหนูได้” ศาสตราจารย์ Xu กล่าว
“แต่ Lac-Phe และ BHB-Phe เป็นสื่อกลางในผลกระทบทั่วไปของพวกเขาโดยการเปิดใช้งานเซลล์ประสาทเดียวกันในสมองหรือไม่”
“การวิเคราะห์ของเราแสดงให้เห็นว่ามีเซลล์ประสาทเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่ถูกกระตุ้นโดยสารประกอบทั้งสอง เซลล์ประสาทส่วนใหญ่ที่ถูกกระตุ้นโดย Lac-Phe และ BHB-Phe นั้นแตกต่างกัน”
“สิ่งนี้บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ที่แม้ว่าสารประกอบทั้งสองจะส่งผลต่อพฤติกรรมการกินอาหารในลักษณะเดียวกัน แต่ก็สามารถไกล่เกลี่ยผลกระทบนี้โดยกลไกที่ต่างกัน”
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าวิถีใหม่ที่เกี่ยวข้องกับ BHB-Phe ซึ่งมีอยู่ในคนด้วย อาจหยุดชะงักลงเนื่องจากโรคอ้วนและอาจมีภาวะอื่นๆ ซึ่งสนับสนุนความจำเป็นในการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจกลไกนี้ให้ดียิ่งขึ้น
“งานนี้เปิดโอกาสใหม่ๆ มากมาย” ดร. โจนาธาน ลอง นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว
“ตัวอย่างเช่น อาจเป็นไปได้ที่คนในอนาคตจะบริโภค BHB-Phe เพื่อลดน้ำหนักโดยไม่ต้องจำกัดคาร์โบไฮเดรตในอาหาร”
ที่ผลการวิจัยปรากฏในวารสารสัปดาห์นี้เซลล์-
-
มาเรีย โดโลเรส โมยา-การ์ซอนและคณะ- ทางเดินแบ่งβ-hydroxybutyrate จะสร้างสารคีโตนที่ต่อต้านโรคอ้วนเซลล์เผยแพร่ออนไลน์เมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน 2024; ดอย: 10.1016/j.cell.2024.10.032
