Кетогенна амінокислота
Кетогенна амінокислота — це амінокислота, яка може розщеплюватися безпосередньо до ацетил-КоА, який є попередником кетонових тіл та мієліну, особливо в ранньому дитинстві, коли мозок, що розвивається, потребує високої швидкості синтезу мієліну.[1] Вона відрізняється від глюкогенної амінокислоти, яка перетворюється на глюкозу. Кетогенна амінокислота не може перетворитися на глюкозу, оскільки обидва атоми вуглецю в кетоновому тілі розщеплюються на вуглекислий газ у циклі трикарбонової кислоти.
У людини виключно кетогенними є дві амінокислоти — лейцин і лізин. Ще п'ять є амфіболічними (як кетогенними, так і глюкогенними): фенілаланін, ізолейцин, треонін, триптофан і тирозин. Решта тринадцять є виключно глюкогенними.[2]
Кетогенні амінокислоти відіграють важливу роль в організмі людини, що призвело до вивчення дієт, багатих на кетогенні амінокислоти, як можливого лікування неалкогольної жирової хвороби печінки (НАЖХП) та діабету.[3] Дієтичні дослідження НАЖХП у мишей показують, що зменшення споживання кетогенних амінокислот лізину та треоніну може викликати стеатоз печінки, основну причину НАЖХП.[4] Зокрема, було показано, що лейцин відіграє важливу роль у метаболічному шляху інсуліну шляхом активації рапаміцинового комплексу 1 (mTORC1) та протеїн S6 кінази 1 (S6K1), надмірна активація яких призводить до інсулінорезистентності.[5] Подальші дослідження показують, що дієти, багаті на кетогенні амінокислоти, можуть допомогти зменшити ожиріння та інсулінорезистентність, але їх використання залишається суперечливим.[3]
Кетонові тіла, зокрема β-гідроксибутират, рівень яких підвищується під час дотримання кетогенної дієти, сприяють оновленню мієліну у демієлінізованих аксонах. Це оновлення важливе для людей з розсіяним склерозом — станом, при якому імунна система атакує мієлінову оболонку нервів. Кетогенні дієти досліджуються як можливий засіб для лікування цього стану, оскільки кетонові тіла сприяють регенерації мієліну.[6]
Показано, що кетогенні дієти полегшують дифузне пошкодження аксонів (ДПА). Це було вивчено на щурах, яких годували стандартним раціоном, у порівнянні з щурами, яких годували кетогенною дієтою після ДПА. Щури, яких годували стандартним раціоном, мали прогресуючу деградацію мієліну, на 14-й день після ДПА було очевидно, що мієлінові оболонки руйнувалися, розчинялися або зникали з пошкоджених аксонів. В аксонах, у яких залишився мієлін, він ставав тоншим. У щурів на кетогенній дієті, аксони мали товстіший шар мієліну порівняно з щурами на стандартному раціоні. Маркером, який використовувався для визначення пошкодження аксонів у цьому дослідженні, був білок-попередник амілоїду. У щурів, яких годували стандартним раціоном, його поглинання призводило до збільшення кількості пошкоджених/ушкоджених аксонів.[7]
- ↑ Yudkoff, Marc; Daikhin, Yevgeny; Melø, Torun Margareta; Nissim, Ilana; Sonnewald, Ursula; Nissim, Itzhak (2007). The Ketogenic Diet and Brain Metabolism of Amino Acids: Relationship to the Anticonvulsant Effect. Annual Review of Nutrition. 27: 415—30. doi:10.1146/annurev.nutr.27.061406.093722. ISSN 0199-9885. PMC 4237068. PMID 17444813.
- ↑ Berg J, Tymoczko J, Stryer L (8 квітня 2015). Protein Turnover and Amino Acid Catabolism. Biochemistry (вид. 8th). Macmillan Learning. ISBN 978-1-4641-2610-9. Архів оригіналу за 30 червня 2007.
- ↑ а б Noguchi Y, Nishikata N, Shikata N, Kimura Y, Aleman JO, Young JD, Koyama N, Kelleher JK, Takahashi M, Stephanopoulos G (August 2010). Ketogenic essential amino acids modulate lipid synthetic pathways and prevent hepatic steatosis in mice. PLOS ONE. 5 (8): e12057. Bibcode:2010PLoSO...512057N. doi:10.1371/journal.pone.0012057. PMC 2919399. PMID 20706589.
- ↑ Singal SA, Hazan SJ, Sydenstricker VP, Littlejohn JM (February 1953). The production of fatty livers in rats on threonine-and lysine-deficient diets. The Journal of Biological Chemistry. 200 (2): 867—74. doi:10.1016/S0021-9258(18)71436-1. PMID 13034849.
- ↑ Hinault C, Mothe-Satney I, Gautier N, Lawrence JC, Van Obberghen E (December 2004). Amino acids and leucine allow insulin activation of the PKB/mTOR pathway in normal adipocytes treated with wortmannin and in adipocytes from db/db mice. FASEB Journal. 18 (15): 1894—96. doi:10.1096/fj.03-1409fje. PMID 15479767.
- ↑ Bahr, Lina Samira; Bock, Markus; Liebscher, Daniela; Bellmann-Strobl, Judith; Franz, Liane; Prüß, Alexandra; Schumann, Dania; Piper, Sophie K.; Kessler, Christian S. (December 2020). Ketogenic diet and fasting diet as Nutritional Approaches in Multiple Sclerosis (NAMS): protocol of a randomized controlled study. Trials (англ.). 21 (1): 3. doi:10.1186/s13063-019-3928-9. ISSN 1745-6215. PMC 6941322. PMID 31898518.
- ↑ Mu, Jiao; Wang, Tingting; Li, Meiyu; Guan, Teng; Guo, Ying; Zhang, Xiaoli; Zhang, Guohui; Kong, Jiming (3 липня 2022). Ketogenic diet protects myelin and axons in diffuse axonal injury. Nutritional Neuroscience (англ.). 25 (7): 1534—47. doi:10.1080/1028415X.2021.1875300. ISSN 1028-415X. PMID 33487123.