Otyłość, cukrzycę i choroby układu krążenia można leczyć dietą ketogeniczną, składającą się głównie z…  tłuszczu.

Obserwacje dietetyków i lekarzy klinicznych potwierdzają badania na poziomie molekularnym, przeprowadzone we francuskim instytucie Inserm (Francuski Narodowy Instytut Badań Zdrowia i Medycyny) przez dr hab. Anetę Balcerczyk. Swoje badania naukowe dr hab. Balcerczyk prowadziła podczas stażu naukowego realizowanego w ramach przyznawanego przez NAWA stypendium w Programie im Bekkera. Rezultaty wskazują, że produkty metabolizmy tłuszczów mają korzystny wpływ na naczynia krwionośne. Warunkiem jest ograniczenie do absolutnego minimum przyjmowania węglowodanów.

NAWA: Co skłoniło Panią do podjęcia akurat tych badań naukowych?

Dr hab. Aneta Balcerczyk, Uniwersytet Łódzki: Nasza wiedza na temat roli diety w leczeniu i wspomaganiu leczenia i profilaktyce różnego typu stanów patologicznych w ostatnich latach bardzo się zwiększyła. Niemniej wydaje mi się, że ciągle możemy zrobić więcej w tym temacie. Dieta ketogeniczna, na której skupiliśmy swoją uwagę, to specjalny typ diety wysokotłuszczowej. Charakteryzuje się ona bardzo wysoką zawartością tłuszczu, oscylującą w granicach 80-90%. Węglowodany w tej diecie stanowią poniżej 5% przyjmowanych substancji odżywczych, a pozostała część to białka. Tak wysoka zawartość tłuszczy sprawia, że organizm zaczyna traktować je jako podstawowe źródło energii dla wszystkich procesów metabolicznych. Rozpoczęliśmy badania nad dietą ketogeniczną i działaniem ciał ketonowych będących metabolicznym produktem diety, w tym beta-hydroksymaślanu (3HB), ponieważ sporo wiadomo na temat efektów wywieranych przez ten model żywienia, natomiast niewiele na temat molekularnych mechanizmów na których się opiera.

Jakie są zastosowania diety ketogenicznej?

Dieta ketogeniczna z sukcesami stosowana jest w leczeniu padaczki lekoopornej u dzieci, także u osób z wrodzonym brakiem białka odpowiedzialnego za transport glukozy (GLUT-1). Dobrze rokujące wyniki daje w leczeniu otyłości i cukrzycy. Rozważa się także zastosowanie diety ketogenicznej jako czynnika wspomagającego leczenie chorób neurodegeneracyjnych, m.in. chorobie Parkinsona, Alzheimera, autyzmu. Tak jak wspomniałam, molekularne konsekwencje działania ciał ketonowych są słabo poznane i nierzadko obfitują w sprzeczne doniesienia, np. na temat potencjalnego hamownia aktywności deacetylaz histonów (HDACs, ang. histone deacetylases) będących celem terapii przeciwnowotworowych.

Na czym skupia się projekt badawczy z Pani udziałem?

W naszym projekcie skupiamy się na śródbłonku naczyniowym. Jest to warstwa komórek wyściełających wnętrze naczyń krwionośnych. Nieprawidłowości w ich działaniu mogą mieć wpływ na progresję chorób nowotworowych oraz na powstawanie patologii układu krążenia, takich jak miażdżyca, nadciśnienie oraz wzmagać komplikacje, będące konsekwencją cukrzycy, czy otyłości.

Dlaczego badacie właśnie śródbłonek naczyń krwionośnych?

Śródbłonek naczyniowy to nie tylko warstwa komórek, to w zasadzie organ endokrynny zajmujący się produkcją substancji odpowiedzialnych za regulowanie szeregu procesów determinujących pracę układu krążenia, np. napięcie naczyń, ciśnienie osmotyczne krwi, adhezję morfotycznych elementów krwi do śródbłonka, proces zabliźniania ran, tworzenie nowych naczyń krwionośnych czy proces krzepnięcia krwi. Zaburzenie prawidłowej funkcji śródbłonka prowadzi do jego aktywacji i do zmiany profilu wydzielniczego, m.in. z przeciwzapalnego na prozapalny, i wydzielania mediatorów nasilających dysfunkcję śródbłonka, co w konsekwencji i dalszej perspektywie prowadzi do poważnych schorzeń układu krążenia.

Jakie są najważniejsze wnioski z badań naukowych?

Dopiero wkraczamy w cykl eksperymentów na modelu mysim, więc trudno jest mi ekstrapolować w oparciu o dane uzyskane na kulturach komórkowych, tzn. na komórkach śródbłonka mikronaczyniowego. Niemniej jednak, uzyskane wyniki są obiecujące i dają podstawy sądzić, że 3HB wykazuje potencjał przeciwzapalny względem śródbłonka, przynajmniej w warunkach in vitro, a więc w warunkach jedynie częściowo mimikujących te, jakie panują w organizmie.

Jaki wpływ na zalecenia żywieniowe mogą mieć uzyskane wyniki badań?

Ostateczną odpowiedź na to pytanie chciałabym odsunąć w czasie, kiedy będziemy dysponowali większą ilością danych. Obecnie obowiązująca „piramida zdrowia” lokuje tłuszcze na jej szczycie, sugerując niewielkie ich spożycie. Należy jednak podkreślić, że dieta ketogeniczna ściśle określa stosunek tłuszczów do węglowodanów limitując przyjmowanie tych drugich do minimum (maksymalnie do 5% wszystkich produktów). Chodzi bowiem o zmianę metabolizmu, tzn. zamianę paliwa metabolicznego z węglowodanów (stanowiących źródło energii w zbilansowanej diecie na bazie obowiązującej „piramidy żywieniowej”) na tłuszcze. To bardzo ważne, żeby nie przekraczać zalecanej „dawki” węglowodanów. Wydaje się bowiem, że przy tak dużej zawartości tłuszczy jaka jest obecna w diecie ketogenicznej, węglowodany w dalszej perspektywie czasowej mogą działać jak katalizator do indukowania stanów patologicznych w obrębie układu krążenia, ale i ogólnoustrojowo prowadząc do otyłości.

Jak stypendium NAWA pomogło Pani w realizacji planów badawczych?

Otrzymałam stypendium NAWA w ramach Programu im. Bekkera do jednego z najlepszych ośrodków naukowych na świecie – INSERM we Francji. Mój pobyt w CarMeN Institute w Lyon był bardzo cenny z punktu widzenia wzmocnienia współpracy międzynarodowej i realizacji projektu badawczego HARMONIA (NCN 2019/30/M/NZ3/00682) wykonywanego w ramach współpracy z prof. L. Pirola i prof. M. Strigini. Zaowocował dwoma artykułami naukowymi, które zostały opublikowane w „International Journal of Molecular Sciences” i „World Journal of Diabetes”. I to nie koniec, kontynuujemy współpracę, która mamy nadzieję pozwoli nam na zgłębienie fenomenu diety ketogenicznej.  

Jak zachęciłaby Pani innych naukowców do sięgnięcia po stypendium NAWA?

Mobilność naukowców, znaczenie doświadczenia zdobytego w trakcie stażu naukowego, pracy za granicą, jest szalenie ważna i cenna, nie tylko naukowo, ale i kulturowo. Wyjazdy naukowe pozwalają nam na poszerzenie warsztatu badawczego, wymianę myśli naukowej, bardzo często owocują nawiązaniem wieloletniej współpracy i wspólnymi projektami naukowymi. Ponadto decydując się na pobyt w „obcej, innej niż rodzima, jednostce” wychodzimy trochę poza naszą codzienną strefę komfortu. Musimy się dostosować do nowych warunków, co sprawia, że stajemy się bardziej otwarci na nową kulturę, bardziej tolerancyjni. To wszystko wzbogaca nas nie tylko jako naukowców, ale także po prostu jako ludzi i pozwala poszerzyć horyzonty, otworzyć umysł. A to właśnie powinno charakteryzować naukowca – otwarty umysł, chęć poznawania tego co nieznane.  

Dziękujemy za rozmowę.

Dr hab. Aneta Balcerczyk, prof. Uniwersytetu Łódzkiego, jest absolwentką studiów biologicznych na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego, a obecnie profesorem w Katedrze Biofizyki Molekularnej UŁ. Jej zainteresowania naukowe skupiają się wokół: poszukiwań epigenetycznych mechanizmów regulacji procesu angiogenezy determinowanych modyfikacjami potranslacyjnymi białek histonowych; wpływu hiperglikemii na funkcje komórek, głównie śródbłonka naczyniowego; zagadnień dotyczących roli diety w metabolizmie komórek śródbłonka i funkcjonowaniu układu krążenia. Dwukrotnie była laureatką programu „Start” Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (FNP). W ramach stypendium Human Frontier Science Program Organization (HFSPO), a później programu „Kolumb” FNP odbyła 3-letni staż w Baker Heart&Diabetes Research Institute w Melbourne, podczas którego zajmowała się głównie badaniem mechanizmów epigenetycznej pamięci metabolicznej. Ponadto była laureatką stypendium habilitacyjnego L’Oreal oraz zagranicznego stypendium wyjazdowego Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej (NAWA), Programu im. Bekkera, na pobyt w INSERM U1060, CarMeN Laboratory w Lyonie, gdzie we współpracy z innymi naukowcami realizowała projekt dotyczący  wpływu diety ketogenicznej na funkcjonowanie śródbłonka naczyniowego.

Prof. Balcerczyk jest autorką licznych publikacji z listy filadelfijskiej, o charakterze zarówno badawczym jak i przeglądowym. Kierowała lub brała udział w kilku projektach badawczych finansowanych m.in. przez Narodowe Centrum Nauki (NCN), Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Komitet Badań Naukowych. Ponadto była i jest recenzentem projektów badawczych programu UE „Horyzont 2020” i konkursu NCN oraz artykułów naukowych w czasopismach polskich i zagranicznych. (Zdjęcie: archiwum dr hab. Aneta Balcerczyk)

Jak dostać grant NAWA w ramach Programu im. Bekkera? 

Szczegółowe informacje o programie NAWA znajdują się TUTAJ

Zdjęcie na stronie głównej: ©doucefleur- stock.adobe.com.