Une récente Découverte de cellules L’étude examine si le régime cétogène (KD) pourrait soulager l’épilepsie.
Étude: L’acide β-hydroxybutyrique produit par le régime cétogène accumule le GABA cérébral et augmente le rapport GABA/glutamate pour inhiber l’épilepsie. Crédit d’image : SewCreamStudio/Shutterstock.com
Arrière-plan
Le régime cétogène (KD) est un régime riche en graisses, très faible en glucides et en protéines adéquates. Dans ce régime, l’énergie cellulaire provient de l’oxydation des acides gras et des acides aminés, qui génère des corps cétoniques, tels que l’acétoacétate (AcAc) et le β-hydroxybutyrate (BHB).
Des études supplémentaires sont nécessaires pour confirmer si les effets physiologiques du KD, tels qu’une réduction de la glycémie, du taux de cholestérol et du poids corporel, sont dus à une altération du métabolisme énergétique ou à la synthèse des corps cétoniques. Auparavant, le KD a été associé à des effets positifs sur le traitement des troubles cérébraux, tels que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, les troubles du sommeil, la sclérose en plaques et l’autisme.
L’épilepsie est un trouble neurologique courant qui touche environ 1 % de la population mondiale. De nombreuses personnes épileptiques sont résistantes aux médicaments actuellement disponibles pour traiter cette maladie ; cependant, le KD s’est avéré efficace dans le traitement des enfants atteints d’épilepsie réfractaire.
Les crises d’épilepsie surviennent souvent en raison d’une production déséquilibrée de neurotransmetteurs excitateurs et inhibiteurs comme le glutamate et l’acide gamma-aminobutyrique (GABA). Ce déséquilibre dans la neurotransmission entraîne une activation excessive des neurones du cerveau, ce qui provoque ensuite des convulsions.
Le GABA est généré dans le système nerveux central (SNC) par la glutamate décarboxylase 1 (GAD1), dont la fonction principale est la décarboxylation du glutamate au sein de la terminaison axonale GABAergique. Des études antérieures ont montré que l’activité épileptique chez l’homme dépend principalement de la dépolarisation du GABA ; par conséquent, le GABA pourrait être qualifié de neurotransmetteur inhibiteur.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, des souris mâles âgées de huit semaines ont été nourries avec un régime KD ou normal (ND) pendant 12 semaines. Les souris femelles n’ont pas été utilisées pour éviter les effets des changements hormonaux, importants au cours de la puberté.
Avant de commencer l’intervention diététique, toutes les souris ont été traitées avec du pentetrazol (PTZ), utilisé pour induire l’épilepsie. vivant. Les comportements stéréotypés qui se développent lors des crises chez la souris ont été surveillés et la gravité de l’épilepsie a été mesurée à l’aide de l’échelle de Racine.
Résultats de l’étude
Le BHB généré par le KD était principalement responsable de l’efficacité antiépileptique de ce régime alimentaire. Le BHB augmente les niveaux d’acétylation de l’histone H3 lysine 27 (H3K27Ac) en inhibant l’histone désacétylase 1 (HDAC1)/HDAC2, facilitant ensuite la transcription de la sirtuine 4 (SIRT4) et glutamate décarboxylase 1 (GAD1), lequel inhiber l’activation neuronale.
La régulation positive de SIRT4 conduit à la décarbamylase de la glutamate déshydrogénase (GDH). De plus, le BHB inactive la GDH et accumule le glutamate, nécessaire à la production du GABA.
Le BHB régule également positivement GAD1, ce qui conduit à la production de GABA à partir du glutamate. Le rapport GABA/glutamate élevé soulage l’épilepsie.
L’activation de SIRT4 et GAD1 s’est avérée cruciale pour les effets antiépileptiques du BHB. Les souris expérimentales SIRT4 négatives présentaient une puissance antiépileptique limitée, alors que le BHB augmentait les niveaux de GABA dans le cerveau des souris. L’inhibition de la GDH et une augmentation proportionnelle du GABA et du glutamate peuvent conduire à un effet antiépileptique limité.
Un niveau significativement élevé de GABA est requis pour l’inhibition neuronale, car de nombreux neurotransmetteurs excitateurs, en plus du glutamate, sont présents. Des études sur les mammifères ont indiqué que le BHB et les corps cétoniques pourraient fonctionner comme des signaux moléculaires pour inhiber l’excitation neuronale.
Des études antérieures ont également démontré l’effet inhibiteur du BHB contre les HDAC de classe I, alors que la désacétylation des histones médiée par HDAC1/HDAC2 régule également à la baisse le BHB. Ces résultats soutiennent la régulation positive de GAD1 par KD ou BHB.
Le KD est utilisé pour traiter l’épilepsie réfractaire chez les enfants depuis les années 1920 ; cependant, le KD, pendant des périodes prolongées, pourrait provoquer des problèmes gastro-intestinaux, de la malnutrition, des maladies cardiovasculaires, une mauvaise croissance et des calculs rénaux. Ces limitations pourraient être surmontées en remplaçant KD par BHB.
Conclusions
Le mécanisme responsable des effets antiépileptiques du KD semble être lié à la capacité de ce régime à réguler à la hausse les taux de BHB, qui par la suite les régulent à la hausse. COEUR 4. Régulé positivement COEUR 4 est associé aux activités de l’adénosine diphosphate (ADP)-ribosyltransférase, de la décarbamylase, de la désacétylase et de la lipoamidase, qui conduisent au métabolisme du glutamate et du GABA, ainsi qu’à la régulation de l’activité neuronale. À l’avenir, des modèles génétiques d’épilepsie animale seront nécessaires pour confirmer l’effet du KD et du BHB dans le soulagement de l’épilepsie.
Référence du journal :
- Qiao, Y., Li, L., Hu, S., et coll. (2024) L’acide β-hydroxybutyrique produit par le régime cétogène accumule le GABA cérébral et augmente le rapport GABA/glutamate pour inhiber l’épilepsie. Découverte de cellules dix(1); 1-20. est ce que je:10.1038/s41421-023-00636-x
2024-02-16 03:01:00
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