Publicado no Cell Reports Medicine, os achados forneceram novas direções para direcionar os efeitos na memória em nível molecular, sem necessidade de uma dieta cetogênica ou seus subprodutos.
"Nosso trabalho indica que os efeitos da dieta cetogênica beneficiam amplamente a função cerebral, e nós fornecemos um mecanismo de ação que oferece uma estratégia para a manutenção e melhoria dessa função durante o envelhecimento", disse o autor sênior do estudo, Christian González-Billault, Ph.D., que é professor na Universidad de Chile e diretor do Centro de Gerociência para Saúde Cerebral e Metabolismo, além de professor adjunto no Instituto Buck.
"Baseando-se em nosso trabalho anterior que mostrou que a dieta cetogênica melhora a longevidade saudável e a memória em camundongos idosos, este novo estudo indica que podemos começar com animais mais velhos e ainda assim melhorar a saúde do cérebro envelhecido, e que as mudanças começam a ocorrer relativamente rapidamente", disse John Newman, MD, Ph.D., cujo laboratório no Instituto Buck colaborou com o Dr. González-Billault no estudo.
Newman é tanto professor assistente no Instituto Buck quanto geriatra na Universidade da Califórnia, São Francisco. "Este é o estudo mais detalhado até hoje sobre a dieta cetogênica e o cérebro envelhecido em camundongos."
Há mais de um século, pesquisadores observaram que ratos que consumiam menos alimentos viviam mais tempo. "Agora sabemos que ser capaz de manipular a longevidade não se trata especificamente de comer menos", disse Newman, "mas está relacionado a sinais dentro das células que ligam e desligam vias específicas em resposta aos nutrientes disponíveis. Muitas dessas vias estão relacionadas ao envelhecimento, como o controle da renovação de proteínas e do metabolismo."
Alguns desses sinais são os corpos cetônicos, que consistem em acetacetato (AcAc), β-hidroxibutirato (BHB) e, em menor grau, acetona. Essas moléculas são rotineiramente produzidas no fígado e aumentam quando há escassez de glicose, seja devido à restrição calórica, exercício intenso ou baixa ingestão de carboidratos, como na dieta cetogênica.
Sete anos atrás, Newman liderou uma equipe que publicou a primeira prova do conceito de que se uma dieta cetogênica expõe camundongos a níveis aumentados de corpos cetônicos ao longo de grande parte de sua vida adulta, isso os ajuda a viver mais e envelhecer de maneira mais saudável. "O efeito mais marcante em sua saúde à medida que envelheciam foi a preservação de sua memória; possivelmente, ela até melhorava em comparação com quando eram mais jovens", disse.
O estudo atual, projetado para responder qual parte da dieta cetogênica estava causando o efeito e como estava afetando o cérebro em nível molecular para melhorar a memória, foi liderado por González-Billault em colaboração com cientistas do Instituto Buck. Camundongos em uma dieta cetogênica receberam uma proporção de 90% das calorias provenientes de gordura e 10% de proteína, enquanto os camundongos em uma dieta de controle receberam a mesma quantidade de proteína, mas apenas 13% de gordura.
Os camundongos de teste, de "idade avançada" de mais de dois anos, receberam uma semana de dieta cetogênica, alternada com uma semana de dieta de controle, para evitar que os camundongos se alimentassem em excesso e se tornassem obesos.
Os benefícios da dieta cetogênica, disse González-Billault, foram demonstrados por experimentos neurofisiológicos e comportamentais com os camundongos, que testam o quão bem os mecanismos envolvidos na geração, armazenamento e recuperação de memórias funcionam em animais idosos.
Quando esses experimentos mostraram que a dieta cetogênica parecia beneficiar o funcionamento das sinapses responsáveis pela memória, eles realizaram uma análise detalhada da composição proteica dessas sinapses no hipocampo, em colaboração com a professora do Buck, Birgit Schilling, Ph.D., que dirige o Centro de Proteômica e Espectrometria de Massas.
"Surpreendentemente, vimos que a dieta cetogênica causou mudanças dramáticas nas proteínas da sinapse", disse Schilling. Ainda mais surpreendente, segundo ela, foi que as mudanças começaram após uma exposição relativamente breve à dieta (testada após apenas uma semana) e só se tornaram mais pronunciadas com o tempo (testada novamente após seis semanas e um ano).
Testes adicionais indicaram que, nas sinapses, uma via de sinalização específica (proteína quinase A, crucial para a atividade sináptica) foi ativada pela dieta cetogênica. Em células isoladas, a equipe então mostrou que parece que o BHB, o principal corpo cetônico produzido na dieta cetogênica, está ativando esta via.
Isso leva à ideia, disse González-Billault, de que os corpos cetônicos (especificamente o BHB) desempenham um papel crucial não apenas como fonte de energia, mas também como molécula sinalizadora.
"O BHB quase certamente não é a única molécula em jogo, mas acreditamos que esta seja uma parte importante para entender como a dieta cetogênica e os corpos cetônicos funcionam", disse Newman. "Este é o primeiro estudo a conectar profundamente os mecanismos moleculares dos corpos cetônicos até a melhoria do cérebro envelhecido."
Olhando para o futuro, ele disse que o próximo passo seria ver se a mesma proteção da memória poderia ser alcançada usando apenas BHB, ou possivelmente indo ainda mais direto ao manipular diretamente a via de sinalização da proteína quinase A.
"Se pudéssemos recriar alguns dos efeitos gerais na função da sinapse e na memória apenas manipulando essa via de sinalização nas células certas", disse ele, "não precisaríamos nem mesmo de uma dieta cetogênica no final."