Рафт за книги на NCBI. Услуга на Националната медицинска библиотека, Национални здравни институти.

диета

Комисия по хранене, травма и мозък на Института по медицина (САЩ); Erdman J, Oria M, Pillsbury L, редактори. Хранене и травматично увреждане на мозъка: Подобряване на острите и подострите здравни резултати във военния персонал. Вашингтон (DC): National Academies Press (САЩ); 2011 г.

Хранене и травматично увреждане на мозъка: Подобряване на острите и подострите здравни резултати във военния персонал.

Първоначално разработена, за да имитира биохимични промени, свързани с глад или периоди на ограничена наличност на храна, кетогенната диета се състои от 80–90 процента мазнини и осигурява достатъчно протеини, но ограничени въглехидрати (Gasior et al., 2006). При нормален метаболизъм въглехидратите, съдържащи се в храната, се превръщат в глюкоза, която е предпочитаният субстрат на организма за производство на енергия. При някои обстоятелства, като на гладно, глюкозата не е налична, тъй като диетата съдържа недостатъчно количество въглехидрати, за да отговори на метаболитните нужди. Следователно окисляването на мастни киселини става предпочитано и черният дроб превръща мазнините в мастни киселини и кетонни тела, които служат като ефективно алтернативно гориво за мозъчните клетки. Превръщането води до синтеза на три кетонни тела, по-специално: β-хидроксибутират, ацетоацетат и ацетон. Въпреки че мастните киселини не могат да преминат през кръвно-мозъчната бариера, тези три кетонни тела могат да влязат в мозъка и да служат като източник на енергия.

КЕТОГЕННА ДИЕТА И МОЗЪКЪТ

От тяхното развитие за лечение на епилептични деца през 1921 г., кетогенните диети са най-изучавани в контекста на детските епилепсийни синдроми (Kossoff et al., 2009), но кетогенната диета е доказана по-нататък като невропротективна при животински модели на няколко централни нервни разстройства на системата (ЦНС), включително болестта на Алцхаймер (AD), болестта на Паркинсон, хипоксията, глутаматната токсичност, исхемията и травматичното мозъчно увреждане (TBI) (вж. Prins, 2008, за преглед). Невродегенеративните разстройства и други увреждания на ЦНС споделят някои често срещани патофизиологични събития с каскадата на метаболитните увреждания, следваща TBI, като повишеното производство на реактивни кислородни видове (ROS) и митохондриална дисфункция. Въпреки доказателствата за ефикасност и резултатите от клиничната употреба и изследванията върху животни относно антиепилептичното действие на кетогенната диета, механизмите, чрез които кетогенната диета осигурява невропротекция, все още са слабо разбрани.

Има две проучвания, демонстриращи доказателства за невропротекция срещу глутаматната екситотоксичност, намалено производство на ROS в митохондриите, хронична хипогликемия и лишаване от кислород-глюкоза с in vitro излагане на бета-хидроксибутират на мозъчни хипокампални култури от плъхове, които впоследствие са били подложени на хронична хипогликемия, кислород- лишаване от глюкоза и индуцирана от N-метил-D-аспартат екситотоксичност (Maalouf et al., 2009; Samoilova et al., 2010).

УПОТРЕБИ И БЕЗОПАСНОСТ

Тъй като кетонните тела обикновено се развиват като алтернативен източник на енергия по време на интервали на гладно или гладуване, те не се считат за основно хранително вещество, нито тяхното отсъствие се счита за хранителен дефицит. Традиционната кетогенна диета се състои от четири части мазнини към една част протеин, като мастните компоненти се получават предимно от дълговерижни мастни киселини. Модификациите на кетогенната диета включват промяна на съотношението към три части мазнини към една част протеин, използването на средноверижни триглицериди (MCT) за мастния компонент и заместване на модифицирана диета на Аткинс или диета с нисък гликемичен индекс.

Най-добре познатото клинично приложение на кетогенната диета е при педиатрични епилепсионни синдроми, чиито пациенти обикновено понасят добре специалната диета само с леки странични ефекти. Дългосрочната употреба при педиатричната популация понякога се свързва със забавяне на растежа, камъни в бъбреците, фрактури на костите поради остеопения и хиперхолестеролемия; краткосрочните странични ефекти включват нискостепенна ацидоза, запек, дехидратация, повръщане или гадене и хипогликемия (ако има начален период на гладуване) (Prins, 2008).

При разглеждане на нежеланите ефекти трябва да се вземат предвид усложненията, които могат да възникнат от свързаното състояние на глад или гладуване, които могат да доведат до образуване на кетонни тела. Такова гладуване обикновено е предназначено да осигури 80–90 процента от очакваните калорични нужди въз основа на възрастта и теглото (Kossoff et al., 2009). Когато диетата е основното средство за постигане на кетоза, може да се наложи да се вземе предвид периодичният график на времето. Има някои проучвания, използващи екзогенно приложение на прекурсори на кетонни тела като 1,3-бутандиол или MCT, но има съобщения за неблагоприятни стомашно-чревни симптоми като диария от един такъв екзогенен кетогенен агент (Henderson et al., 2009). Поне едно проспективно проучване сред пациенти с рефрактерна епилепсия също отбелязва, че пациентите са имали затруднения при спазването на специализираната диета и са имали значително (макар и обратимо) повишаване на нивата на холестерола, като по този начин са посочени възможни пречки за дългосрочното прилагане на кетогенната диета като терапевтично агент (Mosek et al., 2009).

ДОКАЗАТЕЛСТВА, ПОКАЗВАЩИ ЕФЕКТ НА УСТОЙЧИВОСТ

Няма клинични проучвания при хора или проучвания върху животни, които конкретно да са оценили връзките между употребата на кетогенна диета и устойчивостта преди увреждане на ЦНС.

ДОКАЗАТЕЛСТВА, ПОКАЗВАЩИ ЕФЕКТ НА ЛЕЧЕНИЕТО

Съответна селекция от проучвания върху животни (1990 г. и след това), илюстриращи ефективността на кетогенната диета при лечение на TBI в острата фаза на увреждане е представена в Таблица 11-1. Тази таблица включва също подкрепящи доказателства от проучвания при хора от същата времева рамка, които оценяват ефикасността на лечението на кетогенната диета при други наранявания или разстройства на ЦНС, като епилепсия, хипоксия и исхемичен инсулт. Някои доказателства за ефективността на кетогенната диета при невродегенеративни разстройства, като амиотрофична латерална склероза (ALS), AD и болестта на Паркинсон, също са включени в следващата дискусия и Таблица 11-1, въпреки че този доклад като цяло не преглед на ефикасността на хранителните интервенции върху дългосрочните ефекти на TBI. Имаше чести нежелани реакции на поносимост при хора, които са изброени заедно с други странични ефекти, ако авторите ги споменат.

ТАБЛИЦА 11-1

Съответни данни, идентифицирани за кетогенна диета.

Човешки изследвания

Когато първото многоцентрово, рандомизирано контролно проучване беше съобщено през 2008 г. (Neal et al., 2008), резултатите за три месеца показаха значителен ефект за постигане на контрол на припадъците, с повече от една трета намаляване на честотата на пристъпите в диетична група в сравнение с контролите. Това проучване не открива значителни разлики в ефикасността на 3, 6 и 12 месеца между класическите кетогенни диети, които съдържат дълговерижни мастни киселини, и модифицирана кетогенна диета с MCT (Neal et al., 2009). Клинично изпитване на деца с неразрешим синдром на Lennox-Gastaut изследва ефикасността на кетогенната диета заедно с разтвор на глюкоза или захарин (60 g/ден) за отрицание на кетозата след 36-часов период на гладуване и установява подобна значима намаляване на пристъпите (Freeman et al., 2009).

Дългосрочните полезни резултати до 24 месеца са демонстрирани с кетогенната диета при някои детски епилепсионни синдроми (Kossoff и Rho, 2009). Тези проучвания доведоха до още по-нови разбирания относно механизма на действие, като скорошни доказателства, които предполагат, че кетогенният диетичен механизъм е свързан с увеличаващия се извънклетъчен аденозин и действията на аденозина върху А1 рецептора, които включват инхибиране на глутамергичните ефекти (Masino et ал., 2009).

Проучванията показват, че процентът на пациентите, оставащи на кетогенна диета след 24 месеца, намалява с времето. Хемингуей и колеги (2001) установяват, че 39% от пациентите са били на диета на две години, 20% на три години и 12% на четири години. Основната причина за преустановяване на кетогенната диета след 24 месеца е, че пациентът е без припадъци или със значително намаляване на пристъпите. Въпреки че няма човешки краткосрочни или дългосрочни проучвания, оценяващи кетогенната диета за TBI, тези данни предполагат, че използването на кетогенната диета трябва да бъде най-силно обмислено по време на началния рехабилитационен интервал, свързан с най-големи печалби.

Както бе споменато по-рано, няколко наблюдателни проучвания са изследвали използването на кетогенни диети, модифицирани с цел подобряване на поносимостта. През 2009 г. Евангелиу и колеги изследваха ролята на аминокиселините с разклонена верига (BCAA) като допълнителен терапевтичен агент към кетогенната диета при деца с неразрешима епилепсия, въз основа на доказателства за антиепилептично действие при животински модели (за по-нататъшно обсъждане на ролята за BCAA при TBI и други наранявания на ЦНС, вижте глави 4 и 8). Въпреки че съотношението мазнини и протеини беше променено от класическите 4: 1 до 2.5: 1, не се наблюдава ефект върху кетозата. Освен това, 47% (n = 17) от пациентите, които вече са постигнали намаляване на пристъпите на кетогенна диета, са забелязали още по-голямо намаление след добавянето на BCAA, като трима пациенти са претърпели пълно спиране на пристъпите (Evangeliou et al., 2009 ). Необходими са допълнителни проучвания за изследване на тази конкретна комбинация; резултатите от този потенциален пилот обаче предполагат възможно синергично действие между кетогенната диета и BCAA.

Фармакологичните изследвания на деменцията са използвали инструмент за когнитивна оценка, известен като скала за оценка на болестта на Алцхаймер (AD) - когнитивна субскала (ADAS-Cog), която осигурява количествено определяне на когнитивни области като памет и внимание, за да се оценят резултатите. Има някои доказателства, че прилагането на форма на МСТ при пациенти с нормална диета повишава серумните нива на кетонното тяло гама хидроксибутират и увеличава резултатите от ADAS-Cog при популация пациенти с леко до умерено АД в сравнение с плацебо в същата популация ( Henderson et al., 2009; Reger et al., 2004). Като се има предвид, че многобройни проучвания показват намален риск от развитие на АД при тези, които консумират храни с високо съдържание на есенциални мастни киселини, възможно е също така кетогенната диета да осигури по-голяма невропротекция при хора с АД, отколкото нормалните или високо въглехидратните диети (Gasior et al., 2006; Henderson, 2004; Morris et al., 2003a, 2003b).

Изследвания върху животни

Изследвания с модел на TBI при плъхове предполагат намаляване на обема на щетите и подобрено възстановяване с използване на кетогенна диета (Prins, 2008). Едно проучване демонстрира повишена защита срещу оксидативен стрес и увреждане на дезоксирибонуклеиновата киселина поради повишен редокс статус в хипокампуса (Jarrett et al., 2008). Няколко изследователи са идентифицирали възрастово зависим ефект при модели на TBI при плъхове, като по-високи нива на намаляване на отока, освобождаване на цитохром с и клетъчна апоптоза се наблюдават при по-млади плъхове (Appelberg et al., 2009; Hu et al., 2009a).

Доказателства за невропротекция са демонстрирани с 24-часово гладуване при модели на гризачи с контролирано увреждане на кората след умерено, но не тежко нараняване. Гладуването в продължение на 48 часа не показа значителна полза (Davis et al., 2008).

Както бе споменато по-рано, проучвания върху животни са оценили кетогенната диета при инсулт, друга форма на придобито мозъчно увреждане, както и при невродегенеративни разстройства като AD, болестта на Паркинсон и ALS (Gasior et al., 2006; Prins, 2008; Zhao et ал., 2006). По-голямата част от експерименталните проучвания в други модели на увреждане на ЦНС подкрепят доказателствата, предполагащи благоприятни ефекти от кетогенната диета. Също така е важно да се отбележи, че възрастовите разлики в кетогенезата и церебралното използване на кетони са наблюдавани при животински модели и предполагат, че развиващият се мозък има по-голям капацитет да генерира, транспортира и използва кетонни тела като енергиен субстрат (Appelberg et, 2009; Prins, 2008; Prins et al., 2005).

Тъй като единствените налични данни за TBI са от модели на гризачи, има значителни ограничения (както е посочено в Глава 3) при съпоставянето на резултатите от проучвания върху животни с хора (напр. Гризачите са склонни да ядат веднага след нараняване, което не е типично човешко поведение) . Допълнително ограничение, срещано при провеждане на изследвания за енергиен метаболизъм с гризачи, е, че те имат по-малки енергийни резерви от хората и по-висока скорост на метаболизма; продължителното гладуване също може да бъде по-опустошително за гризачите, отколкото за хората. Гладуването на гладно за повече от няколко дни вероятно ще доведе до смъртта им, докато невредимите хора могат да постит пет до шест седмици без смъртност. Доказано е обаче, че храненето на плъхове с диета само с мазнини удължава преживяемостта (Moldawer et al., 1981) и трябва да бъде изследвано като възможен модел за измерване на ефикасността на съединенията, които променят енергийния метаболизъм.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ И ПРЕПОРЪКИ

Въз основа на представените доказателства, кетогенната диета има някои обещания за ефективност при подобряване на резултатите от TBI. Има индикации, че кетоните могат да осигурят алтернативен и лесно използваем енергиен източник за мозъка, който може да намали зависимостта му от метаболизма на глюкозата, който може да бъде нарушен веднага след TBI. Въпреки това, трябва да бъдат отстранени важни пропуски в знанията, преди да се препоръча класическата или модифицирана кетогенна диета като лечение на TBI. Въпреки че не би било възможно да се предписват кетогенни диети за подобряване на устойчивостта срещу TBI, идентифициране на диетични съединения, които са предшественици на кетони, като средноверижни триглицериди, и оценка дали имат положителни ефекти, когато се прилагат след оправданото увреждане.