당뇨병은 고혈당으로 인해 당뇨병성 합병증을 발생시키며 이는 당뇨병 환자들의 삶의 질을 낮추고 사망률을 증가시킨다. 노령 인구 증가로 인해 인지기능 장애와 근감소증과 같은 당뇨병성 합병증은 늘어나는 추세로 개선하는 것이 필수적이다. 근감소증과 인지기능장애 유발은 염증, 기질 스트레스, 유비퀴틴-프로테아좀 시스템의 저하 등으로 제안되고 있으며, 최근 베타-하이드록시부티르산과 케톤생성식이 근감소증과 인지기능 장애를 개선할 수 있다고 보고되고 있다. 그러나 베타-하이드록시부티르산과 케톤생성식이 근감소증과 인지기능 장애에 미치는 영향에 대한 증거는 불충분하다. 따라서, 본 연구는 베타-하이드록시부티르산과 케톤생성식이 당뇨병 쥐의 골격근과 뇌에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 고지방식을 먹인 C57BL/6J 생쥐에게 스트렙토조토신과 니코틴아마이드를 복강으로 주입하여 당뇨병을 유발하였다. 실험 8주 차에는 무작위로 대조군, 당뇨군, 케톤생성식군, 베타-하이드록시부티르산군, 케톤생성식과 베타-하이드록시부티르산을 주입한 군으로 총 5개 그룹으로 나누었다. 실험 생쥐는 희생하기 전에 경구 포도당 내성 검사, 그립 강도 측정, 인지 기능 측정을 시행하였다. 실험 기간이 끝난 후 근육조직과 뇌 조직을 수집하고 추후 분석을 진행하였다. 스트렙토조토신과 니코틴아마이드 주입은 고혈당의 당뇨병 마우스 모델을 만들었음을 확인했다. 또한 당뇨군에서는 그립강도 분석과 수집된 근육량에 의해 근육위축과 기능장애를 확인했다. 케톤생성식 공급에 의해 혈당조절이 개선되었으나, 베타-하이드록시부티르산군의 혈당 값은 당뇨군과 유의미하게 차이나지 않았다. 하지만, 경구 포도당 내성 검사에 의하면 포도당을 주입한지 30분 후 부터는 당뇨군보다 베타-하이드록시부티르산군의 혈당이 낮은 경향성을 보였다. 베타-하이드록시부티르산과 케톤생성식군을 주입한 모든 군에서는 당뇨군에 비해 근육량과 기능이 유의미하게 높은 값을 나타냈다. 또한, 근육 섬유의 단면적은 모든 실험군에서 근육 섬유 단면적의 평균 크기가 당뇨군보다 유의미하게 증가했다. 이는 케톤생성식과 베타-하이드록시부티르산이 근육 섬유의 분해를 보호한 것으로 보여진다. 뇌의 크기를 확인한 결과, 당뇨병 마우스의 뇌의 위축을 확인했다. 케톤생성식과 베타-하이드록시부티르산과 케톤생성식을 공급한 군은 당뇨병 마우스에서 뇌의 위축을 보호한 것을 확인했다. 또한, 인지기능 검사를 통해 케톤생성식과 베타-하이드록시부티르산이 인지 장애를 막은 것을 확인했다. 정확한 기전을 확인하기 위해 당뇨병성 근감소증과 관련한 지표를 분석하였다. 케톤생성식과 베타-하이드록시부티르산 공급은 당뇨군 마우스에서 NLRP3 염증 복합체인 NLRP3와 ASC의 발현량을 낮췄다. 또한, ER stress 관련 지표인 Perk/eIF2a/Chop와 Ire1/Xbp1s의 발현량의 감소를 나타냈다. 전염증성 사이토카인인 TNF-alpha는 군 간 유의미한 차이가 나타나지는 않았지만, 당뇨군보다 실험군들에서 낮은 발현량을 보였다. 이 연구는 케톤생성식과 베타-하이드록시부티르산이 당뇨병 쥐의 근감소증과 인지 기능 장애를 개선한다는 것을 입증했다. 이와 같은 결과는 케톤생성식과 베타-하이드록시부티르산이 당뇨병에서 골격근과 뇌의 질량과 기능을 보존하기 위한 영양 전략으로 적용될 수 있음을 시사한다.