A fogyáson túl: a nagyon alacsony szénhidráttartalmú (ketogén) étrend terápiás felhasználásának áttekintése

Egy Paoli

1 Fiziológiai laboratórium, Orvostudományi Tanszék, Padovai Egyetem, Padova, Olaszország

Egy Rubini

1 Fiziológiai laboratórium, Orvostudományi Tanszék, Padovai Egyetem, Padova, Olaszország

J S Volek

2 Human Performance Laboratory, Kineziológiai Tanszék, Connecticuti Egyetem, Storrs, CT, USA

K A Grimaldi

3 Biomedical Engineering Laboratory, Institute of Communication and Computer Systems, Athén Nemzeti Műszaki Egyetem, Athén, Görögország

Absztrakt

A nagyon alacsony szénhidráttartalmú étrendet vagy a ketogén étrendet az 1920-as évek óta alkalmazzák epilepszia terápiájaként, és egyes esetekben teljesen felszámolhatják a gyógyszerek szükségességét. Az 1960-as évektől kezdve széles körben ismertek az elhízás kezelésének egyik legelterjedtebb módszereként. Az elmúlt évtizedben végzett legutóbbi munka bizonyítékot szolgáltatott a ketogén diéták terápiás lehetőségeiről számos kóros állapotban, például cukorbetegségben, policisztás petefészek-szindrómában, pattanásokban, neurológiai betegségekben, rákban, valamint a légzőszervi és szív- és érrendszeri betegségek kockázati tényezőinek enyhítésében. Komoly vizsgálatot igényel annak lehetősége, hogy az élelmiszer-bevitel módosítása hasznos lehet a gyakran egész életen át tartó, jelentős mellékhatásokkal járó gyógyászati módszerek csökkentésében vagy megszüntetésében. Ez az áttekintés ezen bizonyítékok fényében felülvizsgálja a fiziológiai ketózis jelentését, és megvizsgálja a ketogén étrend különböző betegségekre gyakorolt terápiás hatásainak lehetséges mechanizmusait. A jelen áttekintés azt is megkérdőjelezi, hogy vannak-e még előre megfogalmazott elképzelések a ketogén étrendről, amelyek felesleges akadályokat jelenthetnek az orvos keze alatt történő terápiás eszközként történő alkalmazásuk előtt.

Bevezetés

Az elmúlt években egyre több bizonyíték halmozódott fel az irodalomban, ami arra utal, hogy a nagyon alacsony szénhidráttartalmú ketogén étrendnek (VLCKD) számos betegségben lehet terápiás szerepe. A VLCKD alkalmazása az epilepszia kezelésében hosszú évtizedek óta jól bevált, és ezek a diéták még szélesebb körben ismertté váltak, mivel az 1970-es években népszerűvé váltak a fogyás szempontjából - különösen az „Atkins-diéta” néven. 1 A közelmúltban a ketogén diéták más betegségekben történő terápiás alkalmazását pozitív eredménnyel tanulmányozták - ez fontos irány a kutatás számára, mivel egyértelműen, ha a táplálkozási beavatkozás csökkentheti a gyógyszeres kezelésekre való támaszkodást, az jelentős gazdasági előnyökkel járna társadalmi szempontból, tekintettel a gyógyszerek jelenlegi évi 750 milliárd dolláros költségére. 2

Mi a ketózis?

Az inzulin aktiválja a kulcsfontosságú enzimeket az utakban, amelyek szénhidrátokból származó energiát tárolnak, és étrendi szénhidrátok hiányában vagy hiányában az ebből adódó csökkent inzulinszint a lipogenezis és a zsír felhalmozódás csökkenéséhez vezet. Néhány napos koplalás vagy drasztikusan csökkentett szénhidrátfogyasztás (50 g/nap alatt) után a glükózkészlet elégtelen lesz mind a zsír normális oxidációjához, mind a Krebs-ciklus oxalacetát-ellátása révén (ami a „zsírégetések szénhidrát lángja) és a központi idegrendszer (CNS) glükózellátásához. 4

A központi idegrendszer nem használhatja a zsírt energiaforrásként; ennélfogva normálisan felhasználja a glükózt. 3-4 nap elteltével, szénhidrátfogyasztás nélkül, a központi idegrendszer „kényszerül” alternatív energiaforrások keresésére, és amint azt Cahill és munkatársai klasszikus kísérletei bizonyítják 4, ez az alternatív energiaforrás az acetil-koenzim A (CoA) túltermeléséből származik. Ez a hosszan tartó éhgyomri, 1-es típusú cukorbetegségben és a magas zsírtartalmú/alacsony szénhidráttartalmú étrendben tapasztalható állapot az úgynevezett keton testek (KB), vagyis az acetoacetát, a β-hidroxi-vajsav és a normálnál magasabb szint termeléséhez vezet. aceton - ketogenezisnek nevezett folyamat, amely elsősorban a máj mitokondriális mátrixában megy végbe. 6.

A májban termelt fő KB az acetoacetát, de az elsődleges keringő keton a β-hidroxi-butirát, bár ez utóbbi nem szigorúan véve KB, mert a ketoncsoport hidroxilcsoporttá redukálódott. Normális körülmények között, megfelelő étrendi szénhidrát esetén a szabad acetoecetsav termelése elhanyagolható, és a különböző szövetek, különösen a váz- és a szívizmok, gyorsan metabolizálják. Az acetoecetsav túltermelésének körülményei között a normális szint fölött felhalmozódik, és egy része átalakul a másik két KB-ba, ami ketonémiához és ketonuriához vezet (KB-k jelenléte a vérben és a vizeletben). A ketózis jellegzetes „édes” leheletszagát az aceton okozza, amely nagyon illékony vegyület lévén főként a tüdőben történő légzéssel eliminálódik. Az az útvonal, amely acetil-CoA-ból 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA képződését eredményezi, a májsejtek citoszoljában is előfordul, ahol a koleszterin bioszintéziséhez használják. Normál körülmények között a KB-k koncentrációja nagyon alacsony (3, 6

Ezután a szöveteket a szövetek 3 energiaforrásként használják fel egy olyan útvonalon keresztül, amely β-hidroxi-butirátból két acetil-CoA-molekula képződéséhez vezet, amelyeket végül a Krebs-ciklusban használnak fel. Érdekes megjegyezni, hogy a KB-k a ketózis metabolikus hatása miatt képesek több energiát termelni a glükózhoz képest - a 3-β-hidroxi-butirát magas kémiai potenciálja az ATP hidrolízis ΔG0-értékének növekedéséhez vezet. 3 Az aláhúzás további pontja, amint azt az 1. táblázat mutatja, hogy a glikémia, noha csökkent, a fiziológiai szinteken belül marad, mivel a glükóz két forrásból alakul ki: glükogén aminosavakból és a trigliceridekből lízis útján felszabaduló glicerinből. 7

Asztal 1

Vérszint Normál étrend Ketogén étrend Diabéteszes ketoacidózis

Glükóz (mg/dl)	80–120	65–80	> 300
Inzulin (μU/l)	6–23	6.6–9.4	≅ 0
KB konc (mℳ/l)	0.1	7/8	> 25
pH	7.4	7.4	8 Fiziológiai ketózisban (amely nagyon alacsony kalóriatartalmú ketogén diéták során fordul elő) a ketonémia eléri a 7/8 mmol/l maximális szintet (nem megy magasabbra pontosan azért, mert a központi idegrendszer ezeket a molekulákat hatékonyan használja energiának a glükóz helyett), és a pH változása nélkül, míg kontrollálatlan diabéteszes ketoacidózis esetén a vér pH 9, 10 csökkenésével egyidejűleg meghaladhatja a 20 mmol/l-t (1. táblázat).

A ketogén étrend terápiás szerepei

Erős bizonyíték

Fogyás

Az étvágycsökkenés a fehérjék magasabb jóllakottsági hatásának, 12, 22 hatásának az étvágyszabályozó hormonoknak 21 és a KB-k lehetséges étvágycsökkentő hatása miatt. 23

A lipogenezis csökkenése és a fokozott lipolízis. 7, 10

Csökkenti a nyugalmi légzési hányadost, és ezáltal nagyobb az anyagcsere hatékonysága a zsírok fogyasztásában. 20, 24

A glükoneogenezis megnövekedett metabolikus költségei és a fehérjék termikus hatása. 13, 18

Szív-és érrendszeri betegségek

2-es típusú diabétesz

Az inzulinrezisztencia az elsődleges jellemzője a 2-es típusú cukorbetegségnek (T2D), de az általános populációban folyamatosan jelen van, és változó mértékben megzavarja az inzulin hatását a sejtekben, ami a tünetek széles spektrumát okozhatja. Az inzulinrezisztencia elsődleges jellemzője az izomsejtek káros képessége a keringő glükóz felvételére. Az inzulinrezisztenciával rendelkező személy nagyobb mennyiségű táplálékkal szénhidrátot juttat el a májba, ahol annak nagy része zsírzá alakul (vagyis de novo lipogenezissé válik), szemben azzal, hogy a vázizomzat energiájává oxidálódik. 30 Bár a Hellerstein 31 nemrégiben arról számolt be, hogy a de novo lipogenezis az új trigliceridek csak ~ 20% -át teszi ki, az étrendi szénhidrátnak ez a nagyobb zsírrá történő átalakulása, amelynek nagy része telített zsírként kerül a keringésbe, metabolikus rendellenesség, amely jelentősen növeli a cukorbetegség kockázatát szívbetegség. Így az inzulinrezisztencia funkcionálisan „szénhidrát-intoleranciának” nyilvánul meg. Ha az étrendi szénhidrát olyan szintre korlátozódik, amely alatt nem alakul át jelentősen zsírrá (az emberenként változó küszöb), az inzulinrezisztencia jelei és tünetei javulnak vagy gyakran teljesen eltűnnek.

Összefoglalva: a metabolikus szindrómában, inzulinrezisztenciában és T2D-ben (a szénhidrát-intolerancia minden betegsége) szenvedő egyének valószínűleg tüneti és objektív javulást tapasztalnak a betegség kockázatának biomarkereiben, ha jól megfogalmazott nagyon alacsony szénhidráttartalmú étrendet követnek. A glükózkontroll nemcsak azért javul, mert kevesebb glükóz érkezik, hanem azért is, mert javul a szisztémás inzulinérzékenység is.

Epilepszia

Összegzésképpen elmondható, hogy a ketogén étrendek szerepe az epilepszia kezelésében megalapozott, és bízunk benne, hogy ez a súlycsökkenés, a szív- és érrendszeri betegségek és a T2D esetében is érvényes. A közelmúltban itt áttekintett kutatások számos kockázati tényező javulását mutatják be, például súly, telített zsírok, gyulladás és egyéb biomarkerek javulását a jól megfogalmazott alacsony szénhidráttartalmú étrend fogyasztása következtében, és ennek a munkának ösztönöznie kell terápiás értékük további szoros vizsgálatát ( 1.ábra) .