弗吉尼亚大学医学院研究人员揭示了流行的低碳水化合物生酮饮食如何预防癫痫发作，并可能对阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病有益。
生酮饮食（通常简称为"生酮"）自1920年代以来一直被用于减少药物难治性癫痫患者的癫痫发作。然而，医生们一直不确定这种饮食如何做到这一点，尽管他们已识别出其对其他脑部疾病的潜在益处。
由弗吉尼亚大学（UVA）脑研究所联合主任杰伊迪普·卡普尔（Jaideep Kapur，MBBS, PhD）领导的团队找到了答案。这一发现最终可能使患者无需遵循高度限制性的饮食——几乎不含甜食和令人舒适的碳水化合物——即可获得生酮饮食的益处，而这种限制性饮食是维持"生酮状态"所必需的。
"人体将生酮饮食转化为一种称为β-羟基丁酸的酮体。我们发现HCAR2受体帮助β-羟基丁酸通过调节脑细胞的活动和通信来减少癫痫发作，"弗吉尼亚大学健康系统神经病学和神经科学系的癫痫专家卡普尔表示。"许多人由于高脂肪含量和副作用而无法耐受生酮饮食。这一发现有助于找到具有生酮饮食有益效果的药物。烟酰胺（一种美国食品药品监督管理局批准的降脂药物）也作用于HCAR2受体。"
生酮饮食的脑部益处
生酮饮食旨在鼓励我们的身体燃烧脂肪而非碳水化合物作为燃料。这对试图减肥的人可能带来明显益处，但它也会导致身体发生看不见的变化，许多人无法耐受这种高脂肪饮食。生酮饮食促使肝脏产生称为酮体（酮症）的分子，这些分子取代易燃烧的碳水化合物成为脑细胞的燃料。
卡普尔、研究员苏达贝·纳德里（Soudabeh Naderi）及其同事发现，这些酮体中最常见的一种——β-羟基丁酸——与特定的细胞受体相互作用，从而减少实验小鼠的癫痫发作。科学家们发现，这是通过镇静称为神经元的神经细胞实现的。当神经元变得过度兴奋时，它们会触发癫痫发作。在早期阿尔茨海默病和其他疾病（如自闭症）中也观察到神经元过度活跃。
作为研究的一部分，卡普尔和他的团队绘制了该受体在海马体中的存在位置，海马体是大脑中癫痫发作通常开始的部分。他们发现，这种称为羟基羧酸受体2（HCAR2）的受体集中在一种已与癫痫发作相关的特定细胞类型中。该受体在称为小胶质细胞的免疫细胞中也很常见，这些细胞巡逻并保护大脑。
研究人员的工作表明，可能开发出药物，使患者无需遵循高度限制性饮食即可获得生酮饮食的脑部益处，而这种限制性饮食可能带来胃肠道不适等不良副作用。例如，科学家们在实验小鼠中的初步工作表明，烟酰胺（维生素B3）可能提供至少一些益处，尽管需要更多研究来确定这种益处在人类中是否成立。
"我们现在正在探索这种受体如何通过小胶质细胞调节脑免疫反应，"卡普尔说。"这些研究将使我们能够提出针对药物难治性癫痫以及多发性硬化症和阿尔茨海默病等其他疾病的新型疗法。"
关于弗吉尼亚大学的尖端脑研究
寻找更好的方法治疗癫痫、阿尔茨海默病和其他神经系统疾病是弗吉尼亚大学新的保罗和戴安·曼宁生物技术研究所的核心使命。该研究所与弗吉尼亚大学脑研究所合作，汇集弗吉尼亚大学的顶尖专家，加速将基础科学发现转化为新的治疗方法和疗法，帮助弗吉尼亚州及世界各地的患者。
卡普尔及其同事已在《神经病学年鉴》科学期刊上发表了他们的新发现。研究团队由苏达贝·纳德里、约翰·威廉姆森、孙华宇、苏奇特拉·乔希、瑞秋·简·斯佩拉、萨瓦伊拉·扎伊布、苏普里亚·夏尔马、孙成山、安德烈·布罗多夫斯基、伊夫拉·扎瓦尔和卡普尔组成。科学家们在该研究中没有财务利益。
该研究得到了美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所（资助号R01NS120945和R37NS119012）以及弗吉尼亚大学脑研究所的支持。
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