众所周知，我们的大脑在日常工作和生活中都离不开对葡萄糖的依赖，而当糖代谢能力受损或是随着年龄增长而导致的大脑供能机制逐渐衰退时，就会给人们带来很多不同的脑神经元疾病。
那么如果葡萄糖不够了，要怎么办呢？
近年中，一篇发表在Biomaterials（影响因子=12.4）上的文章指出，脑神经细胞可以有效地利用另一种小分子物质——β-羟基丁酸（3HB），来替代葡萄糖供能并且提高脑细胞的存活率。
来自清华大学陈国强教授团队的研究人员发现，在无糖条件下培养的PC12（一种老年痴呆症模型细胞）细胞明显地利用3HB取代了葡萄糖，不但促进了脑细胞的生长，同时也抑制了脑细胞在缺糖条件下的死亡率1。
搜图
编辑
β-羟基丁酸，又名“贝塔酸”、“3HB”，是人体内产生的三种酮体之一2。由于酮体的代谢在一定程度上能够作为一种能源物质，经过线粒体内的三羧酸循环及线粒体呼吸链后，最终转化为能量（ATP）3。研究人员对此展开了相关研究验证神经细胞是否能够利用酮体来替代葡萄糖，避免能量缺失而导致的神经细胞凋亡、认知及记忆力衰退等年龄相关性神经疾病。
首先，Zhang等利用一种阿尔茨海默症模型细胞（PC12细胞）进行了葡萄糖剥夺实验来验证神经细胞是否能够利用3HB。在无糖条件下培养的PC12细胞的存活率相比高糖对照组明显降低，而在加入3HB后，细胞的存活率得到了显著提升。
搜图
编辑
图注：葡萄糖剥夺培养试验–在无糖培养基中加入3HB显著提高了细胞的存活率。
与此同时，该研究人员还进行了荧光双染色试验并发现，加入3HB后，红色染出的死细胞数量明显减少而绿色染出的活细胞数量显著增加，因此证明3HB能够抑制神经细胞的凋亡率。
搜图
编辑
图注：双染色试验-揭示培养基中的活细胞与死细胞量。
进一步研究显示，阿尔茨海默症（AD）模型小鼠在经过两个半月的HB治疗后，其学习能力和记忆力上损伤都有所缓解。另外，与AD空白组相比，AD+3HB小鼠脑内的有毒Aβ淀粉样蛋白沉淀也明显减少，可以证明，AD小鼠脑部海马体和皮质层内的神经元都得到了一定的保护。
搜图
编辑
图注：AD小鼠海马体（左）和皮质（右）内的有毒蛋白沉淀明显减少。
总体来说，研究人员发现神经细胞绝不仅限于利用葡萄糖来供能，而能够更快地吸收β-羟基丁酸（贝塔酸），在细胞内代谢后进入三羧酸循环并产生能量；尤其在葡萄糖代谢功能受损的情况下，贝塔酸可以为神经细胞提供更加高效的保护作用，延缓神经细胞的衰退或死亡。
参考文献：
1ZhangJetal.,3-HydroxybutyratemethylesterasapotentialdrugagainstAlzheimersdiseaseviamitochondriaprotectionmechanism,Biomaterials,34(30):-.
2CahillGF.,Fuelmetabolisminstarvation,AnnuRevNutr,26:1-22.
3PuchalskaPandCrawfordPA,Multi-dimensionalRolesofKetoneBodiesinFuelMetabolism,Signaling,andTherapeutics.CellMetab,25(2):-.
