Диетолог-диетолог (AND-00980); Докторант по биология и селскостопански хранителни науки, Университет в Кордоба

С необичайна честота през последните месеци пациентите за първи път ме питаха за две теми: периодично гладуване и кетогенна диета. Без намек за съмнение можем да потвърдим, че и двете понятия са истинска „мода“. Казвам това поради промяната в профила на пациента, който проявява интерес към тази тема. От резерват, запазен за спортисти и високоинформирани субекти, до пробуждане на цялото любопитство на хора с малко тренировки по хранене или физиология. Има пациенти, които ме питат дали мога да ги насоча към кетогенна диета и периодично гладуване от самото начало, без да знам дали плодовете са въглехидрати, протеини или мазнини или приемът на 5-6 хранения на ден е напълно усвоен.

Но модата не означава „нова“. Кетогенната диета датира от 1921 г. (100 години!) И е призната за Ръсел М. Уайлдър. Д-р Ръсел е роден през 1885 г. в САЩ. Известен с обширни изследвания върху метаболитни и хранителни заболявания, включително кетогенната диета. Той се отнася до терапевтична интервенция, чиято цел е да генерира ситуация на кетоза (образуване на кетонни тела), подобна на тази на гладно. Оттогава е написано много и са създадени различни стратегии около първоначалната концепция.

Както всяка мода, и кетогенната диета променя нещо, доколкото е възможно. Но реалността е, че тя не дава много пространство за маневриране, ако наистина искате да бъдете такава, каквато е.

Мисля, че може да е интересно да имаме някакъв контекст относно това какво означава да си в кетоза и да следваш кетогенна диета, преди да я обмислиш.

Съдържание

Какво е кетоза?

Кетозата е физиологичен механизъм. Тя трябва да се разграничава от патологичната кетоацидоза, която наблюдаваме при диабет тип 1. За да разберем напълно какво е кетоза, трябва да се върнем малко назад и да знаем какво представляват кетонните тела.

Кетонни тела

(Това съдържание е донякъде техническо и може да не разбирате някои понятия. По-късно ще стигнем до по-обща част)

Кетонните тела (CC) се произвеждат в черния дроб, главно от окисляването на мастните киселини (FA) и преминават към периферните тъкани, за да се използват като източник на енергия. Двете основни CC са:

  • 3-хидроксибутират (3HB)
  • Ацетоацетат (AcAc)

AcAc е основното кетонно тяло. Той се произвежда и използва по време на междинен метаболизъм и от него се получават други CC. Ацетонът се получава чрез декарбоксилиране (химична реакция, при която карбоксилната група се отстранява от съединение под формата на CO2. В случай на β-кетокиселини този механизъм е относително прост, благодарение на образуването на циклично състояние на преход) AcAc спонтанен и има значение от клинична гледна точка: той е отговорен за сладката плодова миризма на детска кетоацидоза. 3HB е относително стабилен биохимично и се транспортира до тъканите, където се превръща в AcAc.

След няколко дни на гладно или драстично намаляване на въглехидратите (CHO) (по-малко от 50 грама на ден), запасите от глюкоза стават недостатъчни за производството на оксалоацетат (той е важен междинен метаболит в множество метаболитни пътища, като цикъла на кребс, цикъл на урея, синтез на аминокиселини, глюконеогенеза ...) за нормалното окисляване на мазнините в цикъла на Кребс и за доставяне на глюкоза в централната нервна система.

Оксалоацетатът е нестабилен при телесна температура, така че е необходимо да се достави получен от глюкоза оксалоацетат в цикъла на трикарбоксилната киселина чрез АТР-зависимо карбоксилиране на пировиновата киселина от пируват карбоксилаза (1) (пируват карбоксилаза: в черния дроб и бъбреците пируват карбоксилазата осигурява оксалоацетат за глюконеогенеза. В адипоцитите пируват карбоксилазата участва в синтеза на мастни киселини de novo и глицерогенезата, което предполага, че участва в метаболитния превключвател, който контролира появата на гориво към липогенезата)

Друг важен въпрос е, че централната нервна система не може да използва мастни киселини като енергиен източник (не може да премине кръвно-мозъчната бариера), така че глюкозата е основният енергиен източник за мозъка. След няколко дни на гладно или много ограничаваща диета в СНО, както вече казахме, централната нервна система трябва да продължи да получава някакъв алтернативен източник на енергия и това ще дойде от свръхпроизводството на ацетил-КоА, което води до производството на т.н. -наричани кетонни тела: AcAc, β-хидроксимаслена киселина (BHB) и ацетон. Този процес се нарича кетогенеза и се проявява главно в митохондриалната матрица на черния дроб (2) (важно е да се отбележи, че черният дроб произвежда кетонни тела, но не може да ги използва поради липсата на ензима 3-кетоацил КоА трансфераза, необходим за преобразуване ацетоацетат в ацетоацетил-КоА).

Въпреки че основният CC, произвеждан в черния дроб, е AcAc, първичният циркулиращ кетон в β-хидроксибутират. При нормални условия производството на свободна ацетооцетна киселина е почти незначително. В среда на свръхпроизводство ацетооцетната киселина се натрупва над нормалните нива и някои се превръщат в другите две CC. Наличието на кетонни тела в кръвта и елиминирането им в урината причинява кетонемия и кетонурия. Като любопитство, ацетонът се елиминира главно чрез дихателните пътища в белите дробове, оттук и характерният плодов дъх на хората в това състояние. Наличието на този дъх може да се счита за състояние на кетоза от клинична гледна точка.

При нормални условия концентрацията на CC е много ниска (Глюкоза в кръвта при кетоза

Нашият организъм, машина от милиони години еволюция, има планове b, c и d. Трябва да се подчертае, че кръвната захар, въпреки че не поглъща СНО, ще остане в рамките на физиологичните нива (3).

Глюкозата се поглъща екзогенно (въглехидрати) или се образува от 2 източника:

  • Глюкогенни аминокиселини (4).
  • Глицерол, освободен от лизис на триглицериди (5).

Значението на втория източник нараства експоненциално по време на състоянието на кетоза.

В първите дни на кетогенна диета основният източник на глюкоза е глюконеогенезата (анаболен метаболитен път, който позволява биосинтеза на глюкоза от неглюцидни прекурсори. Включва използването на различни аминокиселини, лактат, пируват, глицерол и всеки от междинните съединения на цикъла на трикарбоксилната киселина като източници на въглерод за метаболитния път Всички аминокиселини, с изключение на левцин и лизин, могат да доставят въглерод за синтеза на глюкоза) на аминокиселини. С течение на дните този принос на аминокиселини намалява, докато количеството глюкоза, получена от глицерол, се увеличава. Глицеролът, освободен от хидролизата на триглицеридите, може да произведе 60% глюкоза в черния дроб след няколко дни кетогенна диета.

Любопитство. "Новата" глюкоза, образувана от протеини и глицерол, ще продължи в различни пропорции в зависимост от това дали субектът е слаб или със затлъстяване. В случай на слаб човек, 38% от глюкозата ще идва от глицерол, докато в ситуация на затлъстяване тя ще се повиши до около 80% (6).

Метаболитни пътища

От другата страна на монетата, пред защитниците на ползите, които кетогенната диета може да има в нашия организъм, имаме вярващите в силата и зависимостта на приема на глюкоза като източник на енергия. „Захарта е необходима“, „мозъкът се нуждае от глюкоза“, са фрази, които вече са част от популярната ни легенда. Въпреки че вече посочихме, че глюкозата ще остане стабилна въпреки намаляването на приема на СНО,откъде точно идва?

Въпреки високата степен на специализация, всички гръбначни органи могат да осъществяват реакциите на централните метаболитни пътища: гликолиза, цикъл на трикарбоксилната киселина и биосинтез на липиди и протеини. Веднъж абсорбирани в чревния тракт, повечето хранителни вещества отиват директно в черния дроб, който е основният център за разпределение на хранителни вещества в метаболизма на бозайниците.

Черният дроб има способността да регулира експресията на гени, които кодират биосинтезата на ензимите, необходими за лечение на различните специфични хранителни вещества. Например, ако изпълняваме високо протеинова диета, след 1-2 дни черният дроб увеличава съдържанието на ензими, участващи в катаболизма на аминокиселините. Ако решим да променим диетата си и се насочим към диета с високо съдържание на въглехидрати, гореспоменатите ензими почти изчезват напълно и се изразяват други различни.

Метаболитен път за глюкоза в черния дроб

Приблизително 2/3 от свободната глюкоза, която попада в черния дроб, влиза в клетките му и се фосфорилира до глюкозо-6-фосфат. Останалата част от глюкозата преминава през черния дроб и се изхвърля в кръвта.

Начертал съм кратка схема на пътя, по който глюкозата преминава, за да се превърне в енергия (докато преминава през черния дроб). Без да е причина за този пост, може ли високият прием на глюкоза да повиши нивата на циркулиращите триглицериди? Погледнете схемата.

черния дроб

Метаболитен път на аминокиселини в черния дроб

Когато ядем протеини, аминокиселините, които достигат до черния дроб, също ще имат различни дестинации. Част от тях отива директно в кръвта за транспорт до периферните тъкани (както в предишната глюкозна схема). Част ще се използва и за биосинтеза на протеини. Когато има излишък от аминокиселини, те са предназначени да бъдат разпространени или разградени до пируват, ацетоацетат и междинни продукти от трикарбоксилните цикли. Както ще видим на диаграмата, от приема на протеини можем да получим глюкоза.

Метаболитен път на липидите в черния дроб

На следващата фигура имаме пътя, по който липидите ще следват, след като влязат в него и може би централният елемент при образуването на кетонни тела. Също така, подобно на глюкозата и аминокиселините, част от мазнините ще се транспортират от периферните тъкани под формата на фосфолипиди. Част от липидите ще бъдат окислени след хидролиза и ще дадат ацетил-КоА. Този междинен продукт може да бъде напълно окислен, за да се получи енергия чрез трикарбоксилни цикли или да се превърне в кетонни тела.

Физиологична обосновка на кетогенната диета

Досега сме виждали някои важни концепции. Бих подчертал, че тялото ни, независимо дали има достъп до глюкоза чрез екзогенна (диета), ще задейства механизми и метаболитни пътища от другите два макроелемента, протеини и мазнини, за превръщането и получаването на глюкоза. Дори бих добавил нещо друго. Без прием на протеини, тялото ни ще изтегли наличния гликоген на първо място и съществуващия мускул, ако е необходимо, за да поддържа физиологично ниво на глюкоза в кръвта. Обобщение, ще имаме глюкоза, която циркулира в кръвта, можем да бъдем спокойни.

Трябва да сме наясно, че предпочитаният път на нашата система за използване на глюкоза е глюкозата сама по себе си. Другите два споменати пътя (аминокиселини и липиди) ще бъдат изборът, когато няма друго лекарство. И ние имаме глюкоза в значителни количества във въглехидратите. Изправени пред диета, при която въглехидратите влизат редовно, няма да се налага да прибягваме до други субстрати, за да получим глюкоза. За да се разберем, когато приемаме глюкоза, ще бъдем в глюкозен режим. И да си в режим на захар означава, наред с други неща, за субекта, който е под ръка, да не е в друг режим, например мазнини.

При продължително отсъствие на глюкоза, нашите машини ускоряват използването на мазнини. Тук играе роля ключов хормон, инсулин, способен да инхибира липолизата и да позволи на глюкозата да влезе във вътрешността на адипоцитите (клетки на мастната тъкан). Мастните киселини от екзогенни мазнини изискват действието на глюкозата и инсулина да се трансформират в триглицериди в адипоцитите, тъй като инсулинът позволява навлизането на глюкоза в адипоцита, а глюкозата е необходима за образуването на алфаглицерофосфат, който е основното снабдяване на глицерола с мастните киселини за да могат да се трансформират в триглицериди и по този начин да се съхраняват. Тази последна стъпка е от съществено значение. Ако поради нисък прием на глюкоза тази стъпка не се случи, било поради дефицит на глюкоза и инсулин, който осигурява снабдяването с глицерол, или поради отказ в самия ензим, би било логично да се приеме, че нарушение в синтеза на триглицериди.

Ниските нива на инсулин в тази среда могат да обяснят непосредствения успех при отслабване на кетогенните диети. Трябва да се отбележи, че глюкозата не е единствено отговорна за отделянето на инсулин. Този процес ще бъде стимулиран и от някои аминокиселини, по-специално аргинин и лизин. Освен това, когато аминокиселините се комбинират с глюкоза, има синергичен ефект върху отделянето на инсулин, който може да удвои концентрацията си вместо изолирания прием на глюкоза (7). Последното обаче няма да се появи при кетогенна диета, тъй като не би довело до комбиниране на глюкоза и аминокиселини. Но ако това може да повлияе на прекъсването на гладуването, например, прекъсването му с прием на протеин.

Аноректичен ефект на кетогенните диети

Аноректик (от гръцки, "an" = "без" и "orexis" = "апетит") е вещество, подтискащо или потискащо апетита. По принцип високо протеиновите диети, без да е необходимо да бъдат кетогенни, могат да играят важна роля в механизма за потискане на глада. Защо диетите с високо съдържание на мазнини и протеини намаляват глада? Различни фактори, които обобщавам на тази фигура.

  1. Лептин и Грелин. Лептинът се произвежда от мастна тъкан и има способността да намалява апетита на ниво централна нервна система. В случай на затлъстели хора е нормално нивата на циркулиращ лептин да бъдат по-високи от нормалните, поради резистентност към неговото действие (нещо подобно на това, което се случва с инсулина). По отношение на грелин, той е хормон, произведен от клетките на стомашната стена и има ефект, противоположен на този на лептина, тъй като стимулира апетита.
  2. Забавено изпразване на стомаха. Мазнините и протеините остават в стомаха за по-дълъг период от време. Храна с високо съдържание на въглехидрати, обикновено поражда усещане за ситост по това време, но гладът винаги ще се появи преди.
  3. Нисък гликемичен индекс. Кетогенните диети намаляват колебанията в плазмените концентрации на глюкоза. Избягването на хипогликемични епизоди също ще намали апетита ви.
  4. Холесцитокинин. Смятан за един от най-мощните подтискащи апетита. Този хормон се стимулира от консумацията на мазнини.
  5. Бета-хидроксибутират. Кой е най-разпространеният кетон и има способността директно да инхибира апетитния център.

Завършеност

Преди да започнете много специфичен диетичен протокол, добре е да се информирате. В този пост не съм дал лично мнение за кетогенната диета, независимо дали я предписвам или не след консултация. Дали ми е интересно или не, е. Просто мисля, че е необходимо да поставим малко контекст и да разполагаме с информация, която ни позволява да решаваме, пациентът и диетологът-диетолог, за възможностите, които да изберем. За щастие, храненето е нововъзникващо поле с огромни възможности. Кетогенната диета е една от тях. Ако всичко върви добре, във вторник, 29 септември, ще публикувам втората част, посветена на теоретичните ползи от кетогенната диета. Във вторник, 6 октомври, ще публикувам третата и последна част за възможните рискове от попадане в кетоза.