Research Note

October 9, 2026 · The Journal of nutritional biochemistry

Study type: Preclinical / mechanisticConclusion type: Mechanistic / hypothesis-generating

Ketogenic diet induces metabolic remodeling and alters myogenic markers in skeletal muscle of obese male mice with knee injury

In obese male mice subjected to medial meniscus destabilization, switching to a ketogenic diet for eight weeks promoted weight loss, raised circulating β‑hydroxybutyrate, and triggered a transcriptional shift in gastrocnemius muscle toward enhanced lipid oxidation. The diet also increased expression of satellite‑cell markers Pax7, Myf5 and MyoD1 without worsening motor performance.

Study and findings

Male C57BL/6J mice were rendered obese by high‑fat feeding and then underwent surgical destabilization of the medial meniscus, a model that combines metabolic overload with joint injury. After surgery the animals continued on the high‑fat diet (HFD) or were switched to either a standard chow diet (CD) or a ketogenic diet (KD) for eight weeks. KD produced significant weight loss, lowered blood glucose, and raised plasma β‑hydroxybutyrate, yet absolute gastrocnemius mass and motor performance remained stable. Molecular analysis of the gastrocnemius revealed up‑regulation of Acat1 and a transcriptional program indicative of increased capacity for lipid‑derived substrate utilization, including higher Ppargc1a, Acadl, Cpt1b and Pdk4 expression. Targeted serum metabolomics showed selective remodeling of long‑chain and hydroxy‑acylcarnitine species, consistent with altered systemic lipid handling. Importantly, KD also elevated the myogenic‑associated genes Pax7, Myf5 and MyoD1, suggesting a shift in satellite‑cell activity.

Clinical interpretation

The findings demonstrate that, in the context of obesity and joint injury, a ketogenic dietary regimen can drive skeletal‑muscle metabolic adaptation toward greater fatty‑acid oxidation without compromising muscle mass or functional output. The up‑regulation of Ppargc1a and related oxidative genes aligns with a shift to an endurance‑type phenotype, which may be advantageous when energy substrates are limited. The concurrent increase in Pax7, Myf5 and MyoD1 hints that KD may influence satellite‑cell activation or differentiation, a process relevant to muscle repair after injury. However, because the study was performed in mice, extrapolation to human patients with osteoarthritis or sarcopenia must be cautious.

Limitations and open questions

The experiment used a single sex, strain and injury model, limiting generalizability across sexes, species and types of joint pathology. The duration was eight weeks; longer‑term effects on muscle quality, tendon integrity, and joint health remain unknown. Functional assessments were limited to motor performance tests, without detailed evaluation of muscle strength or endurance. Finally, the study did not compare KD to a calorie‑matched low‑carbohydrate control, so the observed effects cannot be isolated from overall energy deficit.

Source

PMID: 42854762; DOI: 10.1016/j.jnutbio.2026.110515.

Ketogenic Research Editorial Scientific oversight: Marco Medeot, Scientific Director

Nota di ricerca

9 ottobre 2026 · The Journal of nutritional biochemistry

Tipo di ricerca: Preclinico / meccanicisticoTipo di conclusione: Meccanicistico / generazione di ipotesi

La dieta chetogenica induce rimodellamento metabolico e modifica i marcatori miogenici nel muscolo scheletrico di topi maschi obesi con lesione al ginocchio

In topi maschi obesi con destabilizzazione del menisco mediale, l’adozione di una dieta chetogenica per otto settimane ha indotto perdita di peso, aumento di β‑idrossibutirrato plasmatico e una riorganizzazione trascrizionale del gastrocnemio verso una maggiore ossidazione dei lipidi. La dieta ha inoltre aumentato l’espressione dei marcatori delle cellule satellite Pax7, Myf5 e MyoD1 senza deteriorare le prestazioni motorie.

Studio e risultati

Topi maschi C57BL/6J sono stati resi obesi mediante alimentazione ad alto contenuto di grassi e successivamente sottoposti a destabilizzazione del menisco mediale, un modello che combina sovraccarico metabolico e lesione articolare. Dopo l’intervento gli animali hanno continuato con la dieta ad alto contenuto di grassi (HFD) o sono stati trasferiti a una dieta standard (CD) o a una dieta chetogenica (KD) per otto settimane. La KD ha indotto una perdita di peso significativa, ridotto la glicemia e aumentato il β‑idrossibutirrato plasmatico, mantenendo invariata la massa assoluta del gastrocnemio e le prestazioni motorie. L’analisi molecolare del gastrocnemio ha mostrato un aumento di Acat1 e un profilo trascrizionale coerente con una maggiore capacità di utilizzo di substrati derivati da lipidi, con elevata espressione di Ppargc1a, Acadl, Cpt1b e Pdk4. La metabolomica sierica mirata ha evidenziato una rimodellazione selettiva di acilcarnitine a catena lunga e idrossiacilcarnitine, indicativa di un cambiamento nella gestione sistemica dei lipidi. Inoltre, la KD ha aumentato l’espressione dei geni associati alla miogenesi Pax7, Myf5 e MyoD1, suggerendo una possibile modifica dello stato delle cellule satellite.

Interpretazione clinica

I risultati indicano che, in presenza di obesità e lesione articolare, una dieta chetogenica può indurre un adattamento metabolico del muscolo scheletrico verso una maggiore ossidazione dei grassi senza compromettere la massa muscolare o la funzionalità motoria. L’aumento di Ppargc1a e dei geni correlati all’ossidazione è coerente con una transizione verso un fenotipo più aerobico, potenzialmente vantaggioso quando i substrati energetici sono limitati. L’incremento simultaneo di Pax7, Myf5 e MyoD1 suggerisce che la KD possa influenzare l’attivazione o la differenziazione delle cellule satellite, un processo rilevante per la rigenerazione muscolare dopo lesioni. Tuttavia, poiché lo studio è preclinico, l’applicabilità a pazienti umani con osteoartrosi o sarcopenia richiede ulteriori verifiche.

Limiti e questioni aperte

Lo studio ha utilizzato un unico sesso, ceppo e modello di lesione, limitando la generalizzabilità a femmine, altre specie e tipologie diverse di patologia articolare. La durata di otto settimane non consente di valutare gli effetti a lungo termine sulla qualità muscolare, l’integrità tendinea e la salute dell’articolazione. Le valutazioni funzionali si sono limitate a test di prestazione motoria, senza misurare in modo dettagliato forza o resistenza muscolare. Inoltre, non è stato incluso un gruppo di controllo a basso contenuto di carboidrati con apporto calorico equiparato, per cui non è possibile separare gli effetti della KD dalla semplice restrizione energetica.

Fonte

PMID: 42854762; DOI: 10.1016/j.jnutbio.2026.110515.

Ketogenic Research Editorial Supervisione scientifica: Marco Medeot, Direttore Scientifico

PubMed DOI