Секс-зависимые эффекты кетогенной диеты на клетках костного мозга крыс в период развития и защитное действие β‑ГБ при гипогликемии

Почему это важно для повседневных диет

Многие люди обращаются к очень низкоуглеводным, высокожировым кетогенным диетам, чтобы похудеть или контролировать диабет. Но кости, как и остальное тело, реагируют на изменения в питании. Это исследование на крысах задаёт вопрос, который трудно изучать напрямую у людей: если мать придерживается строгой кетогенной диеты во время беременности и лактации, как это влияет на развивающиеся кости её потомства и имеет ли значение пол этих потомков? Авторы также изучают ключевой кетон — бета‑гидроксибутират — чтобы понять, может ли он помочь костным клеткам справиться с нехваткой сахара.

Кости, кровь и особая высокожировая диета

Исследователи сосредоточились на клетках костного мозга — «фабрике» внутри кости, которая производит как клетки, строящие кость, так и клетки, разрушающие кость. Самок крыс держали либо на обычном корме, либо на низкобелковой кетогенной диете до и во время беременности, в период лактации и до тех пор, пока их детёнышам не исполнилось 30 дней. В этом возрасте — примерно детство по крысиным меркам — молодые животные, получавшие кетогенную диету, весили значительно меньше, чем те, что питались стандартным кормом, хотя подвергались диете с внутриутробного периода. Из бедренных костей этих молодых крыс команда выделила клетки костного мозга и исследовала, насколько охотно они росли и специализировались.

Разные результаты у сыновей и дочерей

Проявилась поразительная картина: потомки женского пола, по-видимому, получили костные преимущества от материнской кетогенной диеты, тогда как у самцов таких преимуществ не наблюдалось. У самок клетки костного мозга демонстрировали более высокую активность генов, связанных с образованием новой кости, и более низкую активность генов, связанных с разрушением кости. Под микроскопом клетки самок легче превращались в клетки, похожие на костные и хрящевые. У самцов та же диета имела почти противоположный эффект: клетки костного мозга демонстрировали меньше сигналов, стимулирующих образование кости, больше фермента, связанного с остеокластами (клетками, разрушающими кость), и в целом сниженную способность формировать кость или хрящ. У обоих полов отмечалось уменьшение признаков воспалительной сигнализации в этих клетках, что указывает на то, что диета может снижать активность определённых иммунных путей, одновременно меняя биологию кости в зависимости от пола.

Когда падает сахар, кетон приходит на помощь

Чтобы отделить эффекты пониженного уровня сахара в крови от эффектов кетонов, учёные перешли к клеточной культуре. Они взяли клетки костного мозга у крыс, питающихся обычным кормом (как у молодых, так и у взрослых), и выращивали их в «остеогенной» среде, стимулирующей образование кости. Затем они снизили уровень глюкозы, чтобы смоделировать гипогликемию, и в некоторых препаратах добавили бета‑гидроксибутират — основной кетон, вырабатываемый при кетозе. Низкая глюкоза сама по себе, как правило, снижала отложение минералов клетками и усиливала маркеры воспаления и гены, связанные с остеокластической активностью, особенно у взрослых самцов. Добавление бета‑гидроксибутирата в значительной мере обратило эти изменения: возросла экспрессия генов, формирующих кость, активнее накапливались кристаллы минерала, улучшалось выживание клеток, а воспалительные сигналы и ферменты, разрушающие кость, снижались.

Возраст и пол формируют ответ

Реакция клеток зависела не только от пола, но и от возраста. Ювенильные (молодые) клетки костного мозга были в некоторой степени устойчивы к низкой глюкозе, тогда как взрослые клетки были более уязвимы: они теряли жизнеспособность и откладывали меньше минерала при дефиците сахара. В то же время взрослые клетки особенно сильно выигрывали от бета‑гидроксибутирата, который усиливал как их рост, так и остеогенный (костеобразующий) потенциал. Ювенильные клетки самок в целом демонстрировали более высокую активность костеобразования по сравнению с ювенильными самцами во всех условиях, что перекликается с in vivo результатами: длительная кетогенная диета способствовала образованию кости у дочек, но ухудшала регенеративный потенциал кости у сыновей.

Что это может означать для людей

Для тех, кто рассматривает или уже использует кетогенную диету, это исследование на крысах приносит как предостережение, так и нюансы. Оно указывает, что воздействие строгой низкобелковой кетогенной диеты на развивающееся потомство может уменьшать размер тела и изменять поведение клеток костного мозга по-разному у самцов и самок — поддерживая образование кости у самок и ослабляя его у самцов. В то же время работа подчёркивает, что один кетон, бета‑гидроксибутират, может помочь костным клеткам справиться с дефицитом глюкозы, стимулируя остеогенез, подавляя резорбцию кости и снижая воспаление. Перенос этих результатов на людей потребует дальнейших исследований, но они подчёркивают, что пол, возраст, потребление белка и уровень сахара в крови имеют значение при применении ограничительных диет или голодания, особенно во время беременности или при попытках поддержать здоровье костей.

Цитирование: Truchan, K., Ilnicki, B., Setkowicz, Z. et al. Ketogenic diet sex-dependent effects on rat bone marrow cells during development and β-HB protection in hypoglycemia. Sci Rep 16, 9219 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40169-3

Ключевые слова: кетогенная диета, здоровье костей, бета‑гидроксибутират, половые различия, клетки костного мозга