β-羟基丁酸在葡萄糖缺乏时维持高能量需求的神经功能

酮体是在禁食和生酮饮食期间脑能量的主要来源，但当葡萄糖缺失时，它们是否能够独立维持脑组织代谢仍不确定。由于即使在饥饿状态下，循环中的葡萄糖也会通过内源性生成得以维持，因此这一问题在体内研究中难以厘清。因此，我们采用离体脑组织制备，考察仅以β-羟基丁酸（BHB）作为唯一外源性燃料供应时组织的代谢能力，从而使脑组织与主要内源性葡萄糖来源相隔离。我们在脑组织长时间暴露于无葡萄糖、富含BHB的人工脑脊液后监测线粒体功能，并通过诱发扩布性去极化来检验组织的耐受性；扩布性去极化是一种严重的能量学挑战，要求快速恢复离子和代谢稳态。 在急性依赖BHB供能后，线粒体似乎能够动态调节电子传递系统功能，在利用较低O2通量的同时，仍维持足够的能量储备，以保持组织生成并从反复发生的扩布性去极化中恢复的能力。这些发现表明，在缺乏外源性葡萄糖的情况下，BHB能够独立维持脑组织的关键代谢特性和功能特性。该结果拓宽了我们对脑燃料灵活性的理解，并进一步支持在神经系统疾病中采用生酮策略；在这类疾病中，组织兴奋性、能量代谢或葡萄糖可利用性可能发生改变。

酮体是在禁食和生酮饮食期间脑能量的重要来源，但当葡萄糖缺失时，酮体是否能够独立维持脑组织代谢仍不确定。由于即使在饥饿状态下，循环中的葡萄糖也会通过内源性生成得以维持，因此这一问题在体内难以得到解决。因此，我们采用离体脑组织制备，考察以β-羟基丁酸（BHB）作为唯一外源性燃料供给时组织的代谢能力，从而使脑组织与主要的内源性葡萄糖来源相隔离。

在长期暴露于无葡萄糖、富含BHB的人工脑脊液后，对线粒体功能进行了监测；同时，通过诱导扩布性去极化来检验组织韧性。扩布性去极化是一种严重的能量学挑战，需要快速恢复离子与代谢稳态。在急性依赖BHB的情况下，线粒体似乎能够动态调节电子传递系统功能，以较低的O2通量运行，同时维持足够的能量储备，以保持组织产生并从反复发生的扩布性去极化中恢复的能力。

这些发现表明，在缺乏外源性葡萄糖的情况下，BHB能够独立维持脑组织基本的代谢和功能特性。该结果拓宽了我们对脑燃料灵活性的理解，并为在神经系统疾病中采用生酮策略提供了进一步支持，尤其是在组织兴奋性、能量代谢或葡萄糖可用性可能发生改变的情境下。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.07.730699v1?rss=1

🏷️ β-羟基丁酸 酮体代谢 脑能量代谢 线粒体功能 扩布性去极化 生酮策略