Резюме

1. Въведение

2. Кетогенни диети в клиниката

Въпреки че кетогенната диета може да бъде полезна като част от лечението на различни заболявания (вж. Paoli et al. [11]), особено при педиатричната фармакорезистентна епилепсия [12], по-честата ситуация за общопрактикуващия лекар е използването на KD от пациенти с цел отслабване. KDs несъмнено е доказано, че са ефективни, поне в краткосрочен и средносрочен план, като инструмент за борба със затлъстяването [13], хиперлипидемията и някои сърдечно-съдови рискови фактори [14,15,16], но кетогенните диети също пораждат някои опасения сред лекари [17]. Много от притесненията относно използването на кетогенна диета като терапевтични средства могат да се отдадат на широката липса на знания за физиологичните механизми. Кетогенните диети предизвикват метаболитно състояние, наречено „физиологична кетоза“ от Ханс Кребс, за да се разграничи от патологичната диабетна кетоза [18].

3. Физиологията на кетозата

След няколко дни на гладно или драстично намалена въглехидратна диета (под 20 g на ден), запасите от глюкоза в организма стават недостатъчни за производството на оксалоацетат за нормално окисляване на мазнините в цикъла на Кребс и за снабдяване с глюкоза в централната нервна система (ЦНС) [19,20,21,22].

Що се отнася до първия проблем, оксалоацетатът е относително нестабилен при телесна температура, поради което е необходимо (минимално количество оксалоацетат е необходимо за оптимално функциониране на цикъла на Кребс) да се осигури цикълът на трикарбоксилната киселина с оксалоацетат, получен от глюкоза чрез карбоксилиране на АТФ, пировиноградна киселина от пируват карбоксилаза [23].

Що се отнася до втория проблем, ЦНС не може да използва мастни киселини като енергиен източник (тъй като те не преминават кръвно-мозъчната бариера), поради което глюкозата обикновено е единственото гориво за човешкия мозък [24]. След 3-4 дни на гладно или много нисковъглехидратна диета, ЦНС се нуждае от алтернативен източник на енергия [19,20,21,22] и това се получава от свръхпроизводството на ацетил-КоА, което води до производството на така наречения кетон тела (KB): ацетоацетат (AcAc), β-хидроксимаслена киселина (BHB) и ацетон (Фигура 1 и Фигура 2). Този процес се нарича кетогенеза и се осъществява главно в митохондриалната матрица в черния дроб [25]. Важно е да се подчертае, че черният дроб произвежда кетонни тела, но не е в състояние да ги използва, тъй като липсата на ензима 3-кетоацил КоА трансфераза, необходим за превръщане на ацетоацетат в ацетоацетил-КоА.

приятел

Кетонни тела: ацетоацетатът (AcAc) е основното кетонно тяло. Той се произвежда и използва по време на междинния метаболизъм и от него се получават други кетонни тела. Ацетонът се произвежда чрез спонтанно декарбоксилиране на ацетоацетат и е важен от клинична гледна точка, тъй като е отговорен за плодовия сладникав мирис на кетоацидоза при кърмачета. β-хидроксимаслената киселина се получава чрез редуциране на AcAc. От строго биохимична гледна точка това всъщност не е кетонно тяло, тъй като кетонната част е редуцирана до хидроксилна група; въпреки това е групиран сред кетонните тела. 3HB е относително стабилен биохимично и се транспортира до тъканите, където се превръща отново в AcAc.

Път на образуване на кетонни тела от ацетил-КоА.

Метаболитен път на кетоза и кетолиза на тъканите.

маса 1

Нива в кръвта по време на нормална диета, кетогенна диета и диабетна кетоацидоза [35].

Кръвни нива Нормална диета Кетогенна диета Диабетна кетоацидоза
Глюкоза (mg/dL)80–12065–80> 300
Инсулин (µU/L)6–236.6–9.4≈0
KB conc (mmol/L)0,17/8> 25
рН7.47.4 Маса 1 ). Кръвните нива на кетонни тела при здрави хора не надвишават 8 mmol/L именно защото централната нервна система (ЦНС) ефективно използва тези молекули за енергия вместо глюкоза.

4. Правете кетогенна диета?

Основните въпроси, които могат да бъдат повдигнати, са:

Правете кетогенни диети?

Има ли йо-йо ефект?

Безопасен ли е KD за затлъстели субекти?

Намаляване на апетита поради по-висок ефект на ситост на протеините [38,40], ефекти върху хормоните за контрол на апетита [41] и на възможно директно подтискащо апетита действие на кетонните тела [42];

Намаляване на липогенезата и повишена липолиза [33,43];

По-голяма метаболитна ефективност при консумация на мазнини, подчертана от намаляването на коефициента на дишане в покой [39,44,45];

Повишени метаболитни разходи на глюконеогенезата и термичният ефект на протеините [37,46].

5. Други полезни ефекти при затлъстяването

Може да се твърди, че кетогенната диета има полезни ефекти, различни от просто отслабване и загуба на тегло. Например Дейвидсън и колеги [47] наскоро предположиха, че кетоните могат да предпазват от когнитивно увреждане, причинено от наддаване на тегло и затлъстяване. Освен това има някои доказателства, че кетогенните диети могат да имат положителен ефект върху настроението при лица с наднормено тегло [48,49]. Дори ако по време на много ранната фаза на кетогенна диета (първите 4 или 5 дни) субектите понякога могат да се оплакват от летаргия [50,51], този ефект преминава бързо и субектите впоследствие съобщават за подобрено настроение [44,48,49].

Въпреки че разпространението на инсулиновата резистентност при затлъстяване не е точно известно, то е доста често [52]. Всъщност първата демонстрация на резистентност към инсулинова стимулация на усвояването на глюкоза е получена при затлъстели пациенти [53]. Основната характеристика на инсулиновата резистентност е нарушената способност на мускулните клетки да поемат циркулиращата глюкоза, а също така способността да забавят отделянето на чернодробна глюкоза може да бъде нарушена. По този начин хората с инсулинова резистентност имат основен проблем с метаболизма на диетичните въглехидрати и ще отклонят по-голяма част от диетичните въглехидрати към черния дроб, където голяма част от тях се превръща в мазнини (т.е. de novo липогенеза), вместо да се окисляват за енергия в скелета мускул. Следователно благоприятните ефекти от диетите с много ниско съдържание на въглехидрати при затлъстели лица са не само функция на загуба на тегло per se, но и подобрен гликемичен контрол, хемоглобин А1с и липидни маркери, както и намалена употреба или отнемане на инсулин и други лекарства в много случаи, настъпва преди да настъпи значителна загуба на тегло. Нещо повече, при изокалорични експерименти лица с инсулинова резистентност показват драстично подобрени маркери на метаболитен синдром, отколкото диети с по-ниско съдържание на мазнини [54].

6. Има ли йо-йо ефект?

7. Безопасно е за затлъстели лица?

Друг момент, на който трябва да се обърне внимание, е ефектът на KD върху костния метаболизъм. Има доказателства, които показват, че краткосрочните KDs увреждат (препоръчва се да бъдат медиирани чрез намаляване на циркулиращия IGF-1) плътност на костната маса и механични свойства на костта при мишка [89]; докато при хората много дългосрочният KD при деца с неразрешима епилепсия може да доведе до прогресивно намаляване на съдържанието на костни минерали [90]. „Предупреждението“ относно KD и костите е задължително, но трябва да вземем предвид, че изследването на Bielohuby е проведено върху растящи плъхове в продължение на 4 седмици (т.е. много дълго време за хората) и по този начин трябва да вземем предвид гореспоменатата разлика между кетозата при двата вида, докато състоянието на доживотна кетогенна диета при неразрешима епилепсия е извън обхвата на този преглед.

От друга страна, наскоро се предполага, че метаболитните усложнения на затлъстяването, като диабет тип 2, метаболитен синдром, нарушен глюкозен толеранс, инсулинова резистентност, хипергликемия и възпаление могат да бъдат свързани с повишен риск от фрактури и лошо здраве на костите . Освен това количеството на висцералната мастна тъкан (свързано с нискостепенно хронично възпаление) е свързано с по-ниска минерална плътност на костите [91]. Въпреки че има много проучвания за ефектите на диетичните нива на протеини върху костния метаболизъм при хората, малкото изследвания върху кетогенната диета и костния метаболизъм са извършени при деца с епилепсия. Но дори да приемем по-висок прием на протеин по време на KD (и това не е напълно правилно, както е посочено по-горе), наскоро публикувани статии предполагат, че няма отрицателен ефект върху здравето на костите [92,93,94,95].

8. Заключения

Периодът на нисковъглехидратна кетогенна диета може да помогне за контролиране на глада и може да подобри метаболизма на окислителните мазнини и следователно да намали телесното тегло. Освен това нови видове кетогенни диети, използващи ястия, които имитират храни, богати на въглехидрати, могат да подобрят спазването на диетата [78]. Трябва да се обърне внимание на бъбречната функция на пациента и на фазата на преход от кетогенна диета към нормална диета, която трябва да бъде постепенна и добре контролирана [69]. Продължителността на кетогенната диета може да варира от минимум (за предизвикване на физиологична кетоза) от 2–3 седмици до максимум (следвайки общия предпазен принцип) от много месеци (6–12 месеца). Правилно разбраната кетогенна диета може да бъде полезен инструмент за лечение на затлъстяване в ръцете на лекаря.

Благодарности

Изследователската дейност на Антонио Паоли се финансира от Катедрата по биомедицински науки към Университета в Падуа.