Дієтолог-дієтолог (AND-00980); Кандидат біологічних наук та сільськогосподарських харчових наук, Кордовський університет

Протягом останніх місяців пацієнти, які вперше зверталися до мене, дуже часто запитували мене про дві теми: періодичне голодування та кетогенна дієта. Без натяку на сумніви ми можемо стверджувати, що обидві концепції є справжньою "модою". Я кажу це через зміну профілю пацієнта, який виявляє інтерес до цієї теми. Від того, що є заповідником, призначеним для спортсменів та високоінформованих суб’єктів, до пробудження всієї допитливості людей, які мало навчаються з питань харчування чи фізіології. Є пацієнти, які запитують мене, чи можу я з самого початку вести їх на кетогенну дієту та періодичне голодування, не знаючи, чи є фрукт вуглеводним, білковим або жировим, або я вживаю цілком засвоєне 5-6 прийомів їжі на день.

Але мода не означає «нова». Кетогенна дієта датується 1921 роком (100 років!), І приписується Расселу М. Уайлдеру. Доктор Рассел народився в 1885 році в США. Відомий великими дослідженнями метаболічних та харчових захворювань, включаючи кетогенну дієту. Це стосується терапевтичного втручання, метою якого є створення ситуації кетозу (утворення кетонових тіл), подібної до ситуації натщесерце. З тих пір було написано багато, і навколо початкової концепції було встановлено різні стратегії.

Як і всі моди, кетогенна дієта дещо змінювалася, розвиваючись якомога більше. Але реальність така, що це не дає багато місця для маневру, якщо ви дійсно хочете бути таким, як є.

Я думаю, що може бути цікаво мати певний контекст щодо того, що означає перебувати в кетозі та дотримуватися кетогенної дієти, перш ніж розглядати це.

Зміст

Що таке кетоз?

Кетоз - це фізіологічний механізм. Його слід диференціювати від патологічного кетоацидозу, який ми спостерігаємо при цукровому діабеті типу 1. Щоб повністю зрозуміти, що таке кетоз, ми повинні трохи повернутися назад і знати, що таке кетонові тіла.

Кетонові тіла

(Цей вміст є дещо технічним, і ви, можливо, не розумієте деяких понять. Ми підемо до більш загальної частини пізніше)

Кетонові тіла (КТ) виробляються в печінці, головним чином, при окисленні жирних кислот (ФК) і надходять у периферичні тканини, щоб використовуватись як джерело енергії. Двома основними КК є:

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

AcAc є основним кетоновим тілом. Він виробляється і використовується під час проміжного метаболізму, і з нього походять інші КК. Ацетон утворюється шляхом декарбоксилювання (хімічна реакція, при якій карбоксильна група видаляється із сполуки у вигляді СО2. У випадку β-кетокислот цей механізм відносно простий завдяки утворенню циклічного перехідного стану) спонтанним від AcAc і є клінічно значущим: він відповідає за солодкий фруктовий запах кетоацидозу немовлят. 3HB є відносно стабільним біохімічно і транспортується до тканин, де перетворюється на AcAc.

Після кількох днів голодування або різкого зниження вуглеводів (СНО) (менше 50 грамів на день) запасів глюкози стає недостатньо для виробництва оксалоацетату (він є важливим проміжним метаболітом у численних метаболічних шляхах, таких як цикл Кребсів)., цикл сечовини, синтез амінокислот, глюконеогенез ...) для нормального окислення жирів у циклі Кребса та для надходження глюкози до центральної нервової системи.

Оксалоацетат нестійкий при температурі тіла, тому необхідно подавати оксалоацетат, отриманий глюкозою, в цикл трикарбонової кислоти шляхом АТФ-залежного карбоксилювання піровиноградної кислоти піруват-карбоксилазою (1) (піруват-карбоксилаза: у печінці та нирках піруват-карбоксилаза забезпечує оксалоацетат для глюконеогенез. У адипоцитах піруват-карбоксилаза бере участь у синтезі жирних кислот de novo і гліцерогенезі, що свідчить про те, що вона бере участь у метаболічному перемикачі, який контролює появу палива в бік ліпогенезу)

Іншим важливим питанням є те, що центральна нервова система не може використовувати жирні кислоти як джерело енергії (вона не може перетнути гематоенцефалічний бар’єр), тому глюкоза є основним джерелом енергії для мозку. Після декількох днів голодування або дуже обмежувальної дієти в CHO, як ми вже говорили, центральній нервовій системі потрібно продовжувати отримувати якесь альтернативне джерело енергії, і це відбуватиметься від надмірного виробництва ацетил-КоА, що призводить до виробництва таких -кетонові тіла: AcAc, β-гідроксимасляна кислота (BHB) та ацетон. Цей процес називається кетогенезом і відбувається в основному в мітохондріальному матриксі печінки (2) (важливо зазначити, що печінка виробляє кетонові тіла, але не може їх використовувати через відсутність ферменту 3-кетоацил КоА-трансферази, необхідного для перетворення ацетоацетат в ацетоацетил-КоА).

Хоча основним CC, що виробляється в печінці, є AcAc, основний циркулюючий кетон у β-гідроксибутираті. У звичайних умовах вироблення вільної ацетооцтової кислоти майже незначне. У середовищі перевиробництва ацетооцтова кислота накопичується вище норми, а частина перетворюється в інші два КК. Наявність кетонових тіл у крові та їх елімінація з сечею викликає кетонемію та кетонурію. Як цікавість, ацетон виводиться головним чином через дихальні шляхи в легенях, звідси характерне фруктове дихання людей у ​​цьому стані. Наявність цього дихання з клінічної точки зору можна вважати станом кетозу.

У звичайних умовах концентрація CC дуже низька (Глюкоза в крові при кетозі

Наш організм, машина мільйонів років еволюції, має плани b, c і d. Слід підкреслити, що глюкоза в крові, незважаючи на невживання СНО, залишатиметься в межах фізіологічних рівнів (3).

Глюкоза або потрапляє в організм екзогенно (вуглеводи), або утворюється з 2-х джерел:

  • Глюкогенні амінокислоти (4).
  • Гліцерин, що виділяється при лізисі тригліцеридів (5).

Важливість другого джерела зростає в геометричній прогресії під час стану кетозу.

У перші дні кетогенної дієти основним джерелом глюкози є глюконеогенез (анаболічний метаболічний шлях, що дозволяє біосинтезувати глюкозу з неглюцидних попередників. Він включає використання різних амінокислот, лактату, пірувату, гліцерину та будь-якого з них). проміжні продукти циклу трикарбонових кислот як джерела вуглецю для метаболічного шляху Всі амінокислоти, крім лейцину та лізину, можуть забезпечувати вуглець для синтезу глюкози) з амінокислот. Із плином днів цей внесок амінокислот зменшується, тоді як кількість глюкози, отриманої з гліцерину, збільшується. Гліцерин, що виділяється гідролізом тригліцеридів, може виробляти 60% глюкози в печінці через кілька днів кетогенної дієти.

Цікавість. "Нова" глюкоза, утворена з білків та гліцерину, буде протікати в різних пропорціях, залежно від того, чи є суб'єкт худорлявим або ожирінням. У випадку худорлявої людини 38% глюкози надходитиме з гліцерину, тоді як у ситуації ожиріння вона зросте приблизно до 80% (6).

Метаболічні шляхи

З іншого боку медалі, перед захисниками переваг, які може мати кетогенна дієта в нашому організмі, ми маємо віруючих у силу та залежність споживання глюкози як джерела енергії. "Цукор необхідний", "мозок потребує глюкози", - це фрази, які вже є частиною нашої популярної легенди. Хоча ми вже вказували, що глюкоза залишатиметься стабільною, незважаючи на зменшення споживання СНО,звідки саме воно береться?

Незважаючи на високий ступінь спеціалізації, усі органи хребетних можуть здійснювати реакції центральних метаболічних шляхів: гліколіз, цикл трикарбонової кислоти та біосинтез ліпідів та білків. Потрапляючи в кишковий тракт, більша частина поживних речовин надходить безпосередньо в печінку, яка є головним центром розподілу поживних речовин у метаболізмі ссавців.

Печінка має здатність регулювати експресію генів, що кодують біосинтез ферментів, необхідних для лікування різних конкретних поживних речовин. Наприклад, якщо ми проводимо дієту з високим вмістом білка, через 1-2 дні печінка збільшує вміст ферментів, що беруть участь в катаболізмі амінокислот. Якщо ми вирішимо змінити свій раціон і перейти до дієти з високим вмістом вуглеводів, вищезазначені ферменти майже повністю зникають, а інші різні виражаються.

Метаболічний шлях для глюкози в печінці

Приблизно 2/3 вільної глюкози, яка надходить у печінку, потрапляє в її клітини і фосфорилюється до глюкозо-6-фосфату. Решта глюкози проходить через печінку і виводиться в кров.

Я намалював коротку схему шляху, яким проходить глюкоза, щоб стати енергією (проходячи через печінку). Не будучи причиною для цього повідомлення, чи може високе споживання глюкози підвищити рівень циркулюючих тригліцеридів? Подивіться на схему.

хдес

Метаболічний шлях амінокислот у печінці

Коли ми їмо білок, амінокислоти, які потрапляють у печінку, також матимуть різні напрямки. Частина цих речовин надходить безпосередньо в кров для транспортування до периферичних тканин (як у попередній схемі глюкози). Частина також буде використана для біосинтезу білка. Коли є надлишок амінокислот, їх призначено розповсюдити або розкласти до пірувату, ацетоацетату та проміжних продуктів трикарбонових циклів. Як ми побачимо на схемі, з споживання білка ми можемо отримати глюкозу.

Метаболічний шлях ліпідів у печінці

На наступному малюнку ми маємо шлях, яким слідуватимуть ліпіди, коли вони потраплять у нього, і, можливо, центральний елемент у формуванні кетонових тіл. Крім того, як і глюкоза та амінокислоти, частина жирів буде транспортуватися з периферичних тканин у вигляді фосфоліпідів. Частина ліпідів буде окислюватися після гідролізу і отримувати ацетил-КоА. Цей проміжний продукт може бути повністю окислений з отриманням енергії через трикарбонові цикли або стати кетоновими тілами.

Фізіологічне обґрунтування кетогенної дієти

На сьогодні ми бачили кілька важливих концепцій. Я хотів би підкреслити, що наше тіло, незалежно від того, має він доступ до глюкози за допомогою екзогенної (дієти), буде приводити в дію метаболічні механізми та шляхи від інших двох макроелементів, білків та жирів, для перетворення та отримання глюкози. Я б навіть додав щось інше. Без споживання білка наш організм буде витягувати доступний спочатку глікоген і наявні м’язи, якщо це необхідно, для підтримки фізіологічного рівня глюкози в крові. Підсумовуючи, у нас буде глюкоза, яка циркулює в крові, ми можемо бути спокійні.

Ми повинні пам’ятати, що найкращим способом використання нашої системи глюкози є глюкоза як така. Два інші згадані шляхи (амінокислоти та ліпіди) будуть вибором, коли іншого засобу немає. І ми маємо глюкозу у значній кількості у вуглеводах. Зіткнувшись з дієтою, при якій вуглеводи регулярно надходять, нам не потрібно буде вдаватися до інших субстратів для отримання глюкози. Щоб зрозуміти одне одного, коли ми будемо ковтати глюкозу, ми знаходимося в режимі глюкози. А перебування в режимі цукру означає, серед іншого, для досліджуваного, а не перебування в іншому режимі, наприклад, жиру.

За тривалої відсутності глюкози наша техніка прискорює використання жирів. Тут в гру вступає ключовий гормон - інсулін, здатний пригнічувати ліполіз і дозволяючи надходженню глюкози в адипоцити (клітини жирової тканини). Жирні кислоти з екзогенного жиру вимагають перетворення дії глюкози та інсуліну на тригліцериди всередині адипоцитів, оскільки інсулін дозволяє надходженню глюкози в адипоцит, а глюкоза необхідна для утворення альфагліцерофосфату, який є основним запасом гліцерину до жирних кислот так що вони можуть трансформуватися у тригліцериди і таким чином зберігатися. Цей останній крок є важливим. Якщо з причини низького споживання глюкози цей крок не відбувається ні через дефіцит глюкози та інсуліну, що забезпечує надходження гліцерину, ні через недостатність самого ферменту, було б логічно припустити, що порушення у синтезі тригліцеридів.

Низький рівень інсуліну в цьому середовищі може пояснити негайний успіх кетогенних дієт у зниженні ваги. Слід зазначити, що глюкоза не відповідає виключно за викид інсуліну. Цей процес також стимулюватимуть деякі амінокислоти, зокрема аргінін та лізин. Крім того, коли амінокислоти поєднуються з глюкозою, виникає синергетичний ефект на вивільнення інсуліну, який може подвоїти його концентрацію, а не ізольоване споживання глюкози (7). Однак останнє не відбудеться на кетогенній дієті, оскільки це не призведе до поєднання глюкози та амінокислот. Але якщо це може вплинути на переривання голодування, наприклад, порушуючи його при вживанні білка.

Аноректичний ефект кетогенних дієт

Аноректик (від грец. "An" = "без" та "orexis" = "апетит") - речовина, що пригнічує або пригнічує апетит. Загалом дієти з високим вмістом білка, без необхідності бути кетогенними, можуть зіграти важливу роль у механізмі придушення голоду. Чому дієти з високим вмістом жирів і білків зменшують почуття голоду? Різні фактори, які я узагальнюю на цьому малюнку.

  1. Лептин і Грелін. Лептин виробляється жировою тканиною і має здатність знижувати апетит на рівні центральної нервової системи. У випадку людей, що страждають ожирінням, нормальним є вміст лептину в крові, що перевищує норму, через стійкість до його дії (щось подібне до того, що відбувається з інсуліном). По відношенню до греліну, це гормон, що виробляється клітинами шлункової стінки, і має протилежний ефект від лептину, оскільки стимулює апетит.
  2. Затримка спорожнення шлунка. Жири та білки залишаються в шлунку протягом більш тривалого періоду часу. Їжа з високим вмістом вуглеводів, як правило, викликає відчуття ситості в той час, але голод завжди з’являється раніше.
  3. Низький глікемічний індекс. Кетогенні дієти зменшують коливання концентрації глюкози в плазмі. Уникнення епізодів гіпоглікемії також зменшить ваш апетит.
  4. Холесцитокінін. Вважається одним з найпотужніших засобів для зниження апетиту. Цей гормон стимулюється споживанням жирів.
  5. Бета-гідроксибутират. Який є найпоширенішим кетоном і має здатність безпосередньо пригнічувати центр апетиту.

Завершення

Перш ніж розпочати дуже конкретний дієтичний протокол, добре проінформувати себе. У цьому дописі я не давав особистої думки щодо кетогенної дієти, незалежно від того, призначаю це чи ні на консультації. Мені це цікаво чи ні - це. Я просто вважаю, що потрібно трохи контекстувати і мати якусь інформацію, яка дозволяє нам, пацієнту та дієтологу-дієтологу, вирішити, які варіанти вибрати. На щастя, харчування - це нова сфера, що має величезні можливості. Кетогенна дієта - одна з них. Якщо все піде добре, у вівторок, 29 вересня, я опублікую другу частину, присвячену теоретичним перевагам кетогенної дієти. У вівторок, 6 жовтня, я опублікую третю і останню частину про можливі ризики перебування в кетозі.