За останні п’ять років кетогенна дієта стала останнім захопленням з низьким вмістом вуглеводів, і її популярність, здається, ще не втрачає.
Далі ми намагаємося показати та висвітлити основні моменти, короткострокові переваги кетогенної дієти та довгострокові підводні камені.
Що таке кетогенна дієта?
Кетогенна дієта - це дієта, при якій споживання вуглеводів (яке є першим джерелом енергії нашого організму) є дуже суворим, тоді як споживання білків дещо обмежене, а крім того, жир забезпечує більшу частину щоденного споживання калорій.
Більшість людей починають кетогенну дієту, оскільки вона допомагає їм втратити зайву вагу, точніше надлишок жиру в організмі. Але якою ціною?
Чому він розвинувся?
Дієта була розроблена в 1924 р. Доктором Расселом Уайлдером у відомій Американській навчальній лікарні, клініка Майо, для лікування рефрактерної епілепсії (не реагує на лікарські засоби) у дітей. З попередніх досліджень, які показали, що голодування ефективно знімало судоми, Уайлдер дійшов висновку, що кетонові тіла, викликані голодуванням, мають спазмолітичну дію.
Однак проблема полягає в тому, що піст не можна продовжувати нескінченно, інакше це призведе до голоду і, зрештою, смерті. Крім того, завдяки швидкому темпу росту та високим енергетичним потребам, організм дитини має лише дуже обмежену здатність до посту.
Уайлдер, з іншого боку, зрозумів, що забезпечення щоденної енергії переважно з жиру, одночасно обмежуючи споживання вуглеводів і білків, також призводить до наслідків голодування, збільшення кетонових тіл та зниження рівня цукру в крові, тобто кетозу.
У розробленій Уайлдером дієті (так звана «класична кетогенна дієта», з якої з тих пір з’явилося багато варіантів), 90% калорій надходить з жиру, 6% з білків і 4% з вуглеводів.
Незважаючи на те, що дієтичне спостереження було надзвичайно ефективним для деяких дітей, огляд Кокрана 2018 року (який вважався золотим стандартом для оцінки ефективності медичних втручань) виявив лише 11 рандомізованих контрольованих досліджень, що перевіряли кетогенну дієту у хворих на епілепсію.
Крім того, за 100 років після розробки дієти в дослідження було включено лише 778 суб’єктів, і лише в одному випадку були дорослі з епілепсією.
Експертні висновки Кокрана були такими:
Короткочасні побічні ефекти кетогенних дієт включають діарею, запор та блювоту. Довгострокові наслідки цих досліджень невідомі. У всіх дослідженнях повідомлялося про відсіви через відсутність поліпшення судом та погану толерантність до дієти.
Дослідження, включені в огляд, можна вважати обмеженими через невелику кількість учасників, крім того, 10 з 11 досліджень залучали до дослідження лише дітей, тому якість доказів вважалася дуже низькою.
В даний час мало досліджень щодо тестування таких дієт у дорослих, тому в цій галузі потрібні додаткові дослідження.
Що означають кетонові тіла та яку роль вони відіграють у нашому метаболізмі під час посту?
Назва кетони відноситься до груп речовин, які утворюються у великих кількостях під час кетозу, спричиненого голодуванням.
Перш ніж ми пояснимо, як кетонові тіла пов’язані із спалюванням жиру, давайте почнемо з короткого огляду метаболізму людини та як цей процес змінюється під час посту.
Глюкоза походить від розщеплення вуглеводів і є основним і бажаним паливом для більшості клітин нашого організму. Деякі з мозку, еритроцитів, клітин шкіри та нирок харчуються саме цим.
Насправді мозок дорослої людини споживає близько 120 г глюкози на день, що становить близько 60% від загального споживання глюкози в організмі. Коли ви їсте їжу, що містить вуглеводи, глюкоза всмоктується в кров, змушуючи підшлункову залозу виділяти гормон, який називається інсулін.
Цей гормон дозволяє нашим клітинам засвоювати глюкозу і використовувати її як паливо. Інсулін також необхідний для всмоктування амінокислот у клітини, під час яких організм виробляє м’язові білки, травні та метаболічні ферменти, нейромедіатори та певні гормони.
Наша печінка та м’язи здатні перетворити надлишок глюкози в глікоген і зберігати його як енергію в короткостроковій перспективі. Між прийомами їжі печінка знову розщеплює глікоген до глюкози (глікогеноліз) і вивільняє його в кров, щоб забезпечити постійне надходження палива у всі наші клітини.
Голодування та кетоз
Кетонові тіла відіграють певну роль, коли ми проводимо 18-24 години без їжі. Потім запаси глікогену в печінці виснажуються, що змушує тканини переходити на альтернативне джерело палива, підтримуючи рівень цукру в крові та живлячи голодний мозок. Цей процес називається глюконеогенезом, і його компоненти наступні:
- Амінокислоти (будівельні блоки білка): Під час голодування наші м’язи розщеплюють білок, доставляючи в кров амінокислоти, більшість з яких можна перетворити на глюкозу. Цей процес досягає свого максимуму в день голодування. Проте білки є цінним і обмеженим товаром для нашого організму, і втрата 1/3 з них може призвести до смерті.
- Гліцерин (виживає розщеплення накопиченого жиру при розщепленні вільних жирних кислот): Через 2-3 дні без їжі жирові клітини починають виділяти гліцерин і жирні кислоти, які потім печінкою перетворюються в кетонові тіла. Вони використовуються мозком, скелетом та вісцеральними м’язами як джерело палива.
Однак мозок не тільки здатний функціонувати з кетонових тіл, він також потребує невеликої кількості (30 г) глюкози, яка витягується з розщеплення білків і безперервного глюконеогенезу з гліцерину.
Але після повної відмови від їжі протягом 5-7 днів (спочатку у жінок, пізніше у чоловіків) вироблення кетонового тіла досягає тієї точки, коли воно вже може покрити більшу частину енергетичних потреб мозку. До 10-го дня голодування глюконеогенез і супутня деградація білка знижуються до 50-100 г на день.
Цей спосіб переходу на кетоз дозволяє організму підтримувати роботу мозку, зберігаючи життєво важливі джерела білка.
Виходячи з вищевикладеного, варто пам’ятати про таке у випадку схуднення, яке досягається голодуванням:
- Коротке голодування (менше 3-5 днів) не призводить до значного кетозу, тому більша частина ваги, втраченої під час голодування, походить не від жиру, а від виснаженого запасу глікогену або пов'язаних з цим втрат води. Доросла людина зберігає 500-1000 г глікогену, і кожен грам глікогену пов'язує 3-4 г води, тому, якщо ми виснажуємо запаси глікогену натще, ми можемо втратити кілька кілограмів за кілька днів. На жаль, ця вага відновлюється разом із підвищенням вуглеводів.
- Оскільки розпад м’язових білків найшвидший на ранніх стадіях голодування, короткі голодування, що повторюються, призводять до набагато більшої втрати м’язів, ніж одне довше. Метою схуднення є зміна складу тіла - більше м’язів, менше жиру - але ми досягаємо абсолютно протилежного ефекту від повторного короткочасного голодування.
Кетоз у доісторичних людей
Кетоз - це адаптивний стан, який дозволив нашим предкам пережити тимчасову нестачу їжі.
Коли їжі взагалі не було, або єдині доступні джерела пропонували надзвичайно мало енергії (наприклад, листя та трави), через кілька днів організм наших предків дотягнувся до запасів жиру в організмі і почав їх розщеплювати.
Кетонові тіла, що утворилися в результаті процесу, дали змогу забезпечити здорову роботу мозку, а також м’язів та інших життєво важливих білків.
Тоді акцент робиться на тому, що кетоз насправді є лише ПЕРЕХІДНИМ адаптивним станом.
Наші предки не могли зберегти кетотичний стан, створений голодуванням, у довгостроковій перспективі, оскільки незабаром вони вичерпали б свої запаси жиру (які, мабуть, були набагато обмеженішими, ніж у 21 столітті, з тієї простої причини, що вони їли менше, ніж ми, багато мігрували, тобто свідомий рух у часі призвів би до сильного голоду, а потім і смерті.
Прихильники кетогенної дієти стверджують, що, щоб досягти успіху, ми повинні прагнути постійно підтримувати кетоз, але ми не знаходимо жодного прикладу цього в історії людської раси або в раціоні інших тварин.
Кетоз у тваринному світі
Жоден вид тварин на Землі не живе в кетозі протягом тривалого періоду часу. Як всеїдні, такі як ведмеді та собаки, так і хижаки з низьким вмістом вуглеводів, такі як коти, за допомогою глікогенезу перетворюють амінокислоти з білка на глюкозу.
Це дозволяє їм підтримувати оптимальний рівень цукру в крові і тим самим задовольняти потреби організму в глюкозі. Ці тварини потрапляють у кетоз лише під час тривалого голодування або діабету.
Навіть сплячі сплячки не впадають у кетоз. Хижаки, які переживають більш тривалі періоди недоїдання, такі як тюлень слона, є метаболічно стійкими до кетозу, а отже, не розвивають стан, незважаючи на “голодування”.
Природа добре зробила свою роботу, оскільки виживання хижаків залежить від їх здатності вбивати свою здобич досить швидко, що вимагає від них інтенсивної активності. А на спортивні показники, необхідні для спринтів, головним чином впливає кількість введеної глюкози. Погіршення спортивних показників через кетоз також можна виявити на ранніх термінах, перейшовши на дієту.
Навіть при фізичних навантаженнях середньої інтенсивності можна помітити, що частота серцевих скорочень прискорена, а рівень адреналіну вищий у випадку тих, хто дотримується дієти з низьким вмістом вуглеводів та вуглеводів, на відміну від результатів тих, хто живе переважно на вуглеводи.
Це означає, що люди з дієтою з високим вмістом жиру працюють набагато інтенсивніше, щоб досягти тієї ж швидкості, що й ті, хто черпає енергію з глюкози, і їм набагато важче прискорюватися, наприклад, спринтом або сходженням.
Кетогенна дієта негативно впливає навіть на високу інтенсивність кардіотренувань у спортивних змаганнях на витривалість.
У статті про взаємозв'язок кетогенного способу життя та спорту, опублікованій у "Спортивній медицині", зазначено:
Кетогенна дієта з високим вмістом жирів і низьким вмістом вуглеводів може зменшити вашу здатність використовувати вуглеводи під час фізичних вправ, що було б ключовим паливом для скелетних м’язів під час тренувань на витривалість.
На даний момент відсутні дані, що дозволяють припустити, що використання кетонових тіл під час тренувань покращує результати діяльності спортсменів .
Харчування наших предків
Наші предки не жили на дієті з високим вмістом жирів і низьким вмістом вуглеводів, тому вони не могли потрапити в кетоз, спричинений голодуванням.
Навіть найуспішніші ранні мисливці не змогли б отримати достатню кількість жиру, щоб спровокувати кетоз, оскільки м’ясо африканських диких тварин, таких як антилопа гну, дикий кабан та імпала, помітно не містить жиру. Значно нижче 10%, у посушливий сезон ще нижче, близько 0,3%.
Крім того, у людей може розвинутися стан, який називається «кроляче голодування», що виникає в результаті дієти з низьким вмістом жиру та вуглеводів, але з великим вмістом білка (> 35% від загальної добової енергетичної норми).
Це пов’язано з нездатністю печінки людини адекватно регулювати синтез сечовини у відповідь на надмірну кількість білка. Отже, протягом 2-3 тижнів може наступити гіпераміноацидемія, гіперамонемія, гіперінсулінемія, нудота, діарея та навіть смерть. Ці ефекти історично були продемонстровані на ранніх американських дослідниках, які вживали пісну дичину.
Але як щодо інуїтів?
Населення інуїтів (ескімосів) в арктичних регіонах Гренландії, Канади та Аляски часто називають прикладами кетогенних дієт, популяцій, які дотримуються дієти з високим вмістом жирів, низьким вмістом вуглеводів та відносно низьким вмістом білка.
Дослідження в 1928 році розглядали людей з групи інуїтів, які все ще жили на традиційній давньоруській дієті, що означало споживання в середньому 280 г білка, 135 г або жиру і 54 г вуглеводів на день - останні отримували переважно з м’язів глікоген у сирому м’ясі. Дослідники дійшли наступних висновків:
- Інуїти не були в кетозі на своєму звичному харчуванні; натомість їхнє високе споживання білка призвело до глюконеогенезу - як це має місце у хижих та всеїдних тварин.
- Навіть у голодному стані тіло ескімосів виявляло стійкість до участі в кетозі. Дослідники відзначили, що інуїти, "хоча кетоз спостерігається під час посту, він набагато м'якший, ніж у інших людей".
Розвиток плода при кетозі
Сучасні кетогенні дієти, такі як Піт Еванс, також знаходять і пропагують дієту з низьким вмістом вуглеводів, придатну для немовлят та дітей. Незважаючи на те, що навіть до двох років навіть інуїти годували новонароджених виключно грудним молоком, лише після цього м'ясо було введено в їх раціон.
Іншими словами, протягом найважливішого періоду розвитку мозку інуїти, які в іншому випадку вживали їжу з низьким вмістом вуглеводів, пропонували своїм дітям єдину багату вуглеводами їжу - людське молоко.
У випадку з немовлятами кето-шанувальники також стверджують, що мозок немовлят використовує більше кетонових тіл, ніж мозок дорослого, і намагаються довести, що наш мозок віддає перевагу кетонам і оптимально працює на кетогенній дієті.
У той же час це не могло бути далі від реальності.
Глюкоза відіграє вирішальну роль у розвитку мозку не тільки як основний субстрат для виробництва енергії, але й у забезпеченні нормальних біосинтетичних процесів.
Отже, з дитинства наш мозок покладається переважно на глюкозу, використовуючи кетони лише як резервне джерело палива. Крім того, чим складніше наш мозок прагне виконувати свої дії, тим більше йому потрібно глюкози.
Це пов’язано з тим, що глюкоза забезпечує більше енергії (завдяки їх молекулам аденозинтрифосфату [АТФ]), ніж кетони (36 АТФ як молекула глюкози та 24 АТФ як ацетоацетат (кетонове тіло)), і людський мозок також потребує цього, оскільки йому потрібна непропорційна кількість енергії порівняно з її розміром.
Ну ось ось момент: причина, по якій інуїти не впадають у кетоз так легко в порівнянні з іншими етнічними групами, пов’язана з великою кількістю шкідливих мутацій гена CPT1A.
Ця мутація дозволила нам адаптуватися до дієти з низьким вмістом вуглеводів і вуглеводів у тому сенсі, що ті, хто носить ген, можуть пережити репродуктивний вік, дотримуючись дієти, яка повністю суперечить нашій історії розвитку.
Однак цей ген призводить до високої дитячої смертності внаслідок гіпоглікемії: коли у немовлят інуїтів низький рівень цукру в крові, вони не можуть використовувати кетонові тіла для підтримки свого мозку.
Мутація, яка дозволяє дорослим вижити в екстремальних умовах, загрожує здоров’ю немовляти - це чудовий приклад еволюційних компромісів. Люди дійсно можуть адаптуватися до екстремальних умов та екстремальних дієт, але за адаптацію потрібно платити велику ціну.
Aditya Romansa/Unsplash
Ризик кетоацидозу під час вагітності
Ідеї про те, що кетоз є природним станом людини, також суперечить сильна залежність розвитку ембріона та плода людини від глюкози. Усі жінки стають резистентними до інсуліну під час нормальної вагітності, оскільки глюкоза спрямована на дитину, що розвивається.
Вагітні жінки, які позбавлені вуглеводів, мають високий ризик розвитку кетоацидозу на пізніх термінах вагітності. Цей небезпечний стан може виникнути, коли потреби в поживних речовинах плоду, що розвивається, досягають піку та збільшують вироблення кетонів в організмі матері.
Експерименти на мишах показали патологічний розвиток органів і закономірності росту у плода матері на кетогенній дієті.
Подібна кореляція виявляється в дослідженнях, які показують, що жінки, які споживають дієту з низьким вмістом вуглеводів під час вагітності, мають на 30% більше шансів народити немовля з певним типом розладу нервової трубки, наприклад, відкритим хребтом.
Дослідження про роль вуглеводів у еволюційному розвитку людини підкреслило:
Основним джерелом енергії, необхідної для росту плода, є глюкоза, а низький рівень глюкози може поставити під загрозу виживання плода. Вагітним жінкам потрібно 70-130 г глюкози або глюкозного еквівалента на день, щоб підтримувати оптимальну когнітивну функцію та годувати плід.
Враховуючи ці факти, очевидно, безглуздо рекомендувати майбутнім мамам дотримуватися дієти з низьким вмістом вуглеводів, проте багато блогерів та фітнес-сайти це роблять.
Наразі очевидно, що дієта з високим вмістом жиру та вуглеводами не підходить для людської раси, а тривалий або постійний кетоз неможливий без наслідків для здоров’я.
На щастя, на відміну від ескімосів-інуїтів, ми маємо можливість дотримуватися повноцінного та оптимального рослинного раціону, багатого здоровими вуглеводами (та глюкозою), специфічними та оптимальними для людського виду.