Показаны сообщения с ярлыком Кетоновые тела. Показать все сообщения
Показаны сообщения с ярлыком Кетоновые тела. Показать все сообщения

вторник, 26 декабря 2017 г.

Кетогенная диета — это как? / И как с ней быть, если вы биохакер



Объясняет доказательный диетолог, вооруженный ссылками на научные исследования 

Быть врачом-диетологом не очень удобно, если ходишь на вечеринки. При неудачном стечении обстоятельств весь вечер тебе рассказывают о том, как на самом деле правильно питаться (я уж не говорю про компрометирующие фотографии с пивом). В последнее время взгляды моих собеседников с надеждой обращены к кетогенной диете, однако информация о ней запутана и противоречива. Давайте разберемся, что же такое кетоз и какое применение кетогенные диеты находят в медицине.  

 Альтернативное топливо 

Основное питание для наших клеток поставляет глюкоза в составе углеводов. Она же запасается в печени и мышцах в виде сложного углевода гликогена, чтобы обеспечить стабильный уровень сахара в крови и давать энергию для сокращения мышц. Запасы гликогена ограничены, поэтому при голодании или недостаточном поступлении углеводов с едой клетки начинают использовать другие источники энергии — белки и жиры. Из их структурных компонентов в процессе глюконеогенеза также синтезируются новые молекулы глюкозы. 

Кроме того, при окислении жирных кислот образуются кетоновые тела — ацетоуксусная кислота, бета-гидроксимасляная кислота и ацетон. Они и служат альтернативным источником энергии для наших клеток, когда глюкоза по каким-то причинам недоступна. Если организм «запитывается» в основном от жиров, то концентрация кетоновых тел в крови значительно возрастает. Они проникают через гематоэнцефалический барьер и дают энергию мозгу, обеспечивая примерно две трети его потребностей. В нормальных условиях питание мозга происходит за счет глюкозы, то есть кетоз — это механизм приспособления, который позволяет человеку выжить. Кетоны используются мышцами и другими тканями и даже появляются в моче. 

Лечебные жетоны 

Кетогенная диетическая терапия используется для лечения детей с эпилепсией, устойчивой к лекарствам. Исследования ведутся с 30-х годов прошлого века. Было замечено, что голодание сокращает количество судорожных приступов, поэтому состояние кетоза при голодании имитировали с помощью диеты с высоким содержанием жиров и малым количеством углеводов. В классической кетогенной диете соотношение жира к белкам и углеводам 4:1 (по весу). Можно использовать и более низкие отношения (например, 3:1 или 2:1), в зависимости от индивидуальной переносимости и уровней кетоза. Такая диета — дело совсем непростое, ведь мы примерно половину калорий обыкновенно получаем из углеводов. Кроме того, важно адекватное снабжение растущего организма белком и другими незаменимыми питательными веществами. 

Когда для лечения эпилепсии стали использовать соответствующие препараты, энтузиазм по поводу кетогенной диеты утих. Однако в 2000-х годах были предложены варианты с бóльшим количеством углеводов — например, модифицированная кетогенная диета, в которой было 30—50 грамм углеводов в сутки. Такая диета снижала вероятность судорожных приступов не менее чем в два раза у 40—50% детей, как это было показано в нескольких рандомизированных клинических исследованиях (например, этом и этом). Однако систематический обзор Кокрейновского сотрудничества напоминает о необходимости более масштабных работ. У взрослых исследований еще меньше, так что вопрос продолжает активно изучаться



50 грамм углеводов в сутки — это совсем немного. Примерно столько в двух кусочках ржаного хлеба или в одной картофелине среднего размера. Кетогенная диета не является сбалансированной, поскольку исключает ряд пищевых групп и те питательные вещества, которые они дают. Как и многие ограничительные диеты, она требует обязательного контроля диетолога и назначения им необходимых витаминов и минералов. 

Кетогенные диеты во многом — последнее средство, если противоэпилептические препараты оказались бессильны. Хотя и существуют клинические ситуации, когда они более эффективны, родители не должны самостоятельно сажать ребенка на такую диету. Побочные эффекты — запоры, нарушение роста, тошнота и рвота, почечные камни, изменения липидов крови. Перед этим строго необходимо предварительное обследование, а затем наблюдение невролога и диетолога. Уровень кетоза контролируется и в лаборатории, и дома. 

Кетогенная диета требует мотивации, организации и приверженности. Нужно регулярно все взвешивать и рассчитывать, приходится отказываться от любимых блюд. Меняется не только питание, но и социальная жизнь. Диета обычно продолжается как минимум пару лет (при хороших результатах и переносимости), а отменяют ее постепенно. 

А как же похудение и биохакинг? 

Теперь скажем несколько слов, чтобы не обойти стороной удивительное веяние современности — стремление некоторых здоровых людей без какого-либо избыточного веса блюсти лечебные ограничительные диеты. (Видимо, чем сильнее лишения, тем больше ожидаемая польза?) 



 При соблюдении кетогенной диеты краткосрочная потеря веса действительно может быть больше, чем при других подходах. Это вызвано истощением запасов гликогена и связанной с ним воды, меньшей калорийностью питания, а также снижением аппетита. Один из эффектов питания продуктами, богатыми жиром и белком, — чувство насыщения длительнее. Да и само по себе монотонное питание снижает аппетит: нам ужасно скучно есть одно и то же. А еще подавление аппетита, видимо, связано с метаболизмом кетонов. Присутствует и механизм повышения энергетических трат — например, потеря кетонов с мочой. 

Но если наблюдение за худеющими продолжается год и больше, преимущества низкоуглеводных диет для снижения веса по сравнению с более сбалансированным питанием теряются. Исследований кетогенных диет крайне мало, в них отмечается сложность соблюдения предписанных ограничений и высокий уровень отсева добровольцев. Если же ограничение углеводов соответствует нижней границе текущих диетологических рекомендаций (45% суточной калорийности), то это может быть вполне приемлемым и более устойчивым подходом для людей с диабетом и другими метаболическими нарушениями (смотрите: раз, два). Только вот к кетогенной диете это никакого отношения не имеет. 

Даже если мы берем диету не такую суровую, как кетогенная, но все же низкоуглеводную и высокожирную (менее 130 г углеводов в сутки), то она строится на существенных ограничениях в рационе. Можно есть мясо, рыбу, птицу, яйца, жирные молочные продукты и жиры вообще, орехи, ограниченный набор овощей, немного ягод. Из питания исключаются любые зерновые продукты и крупы, бобовые, корнеплоды и крахмалистые овощи, большинство фруктов. Такое питание не соответствует диетическим рекомендациям для здоровых людей. В нем недостаточно некоторых витаминов группы В и фитохимических веществ. В таком питании мало клетчатки, которая необходима для питания кишечного микробиома, а Международный фонд исследований рака рекомендует ежедневно есть не менее 25 г клетчатки из растительных продуктов. 

Хотя кетогенная диета может предложить бóльшую потерю веса в краткосрочной перспективе, то есть в течение нескольких месяцев, последствия соблюдения этой диеты для здоровых людей плохо изучены. Это значит, что их долгосрочная эффективность, безопасность и преимущества пока неизвестны (привет вам, любители биохакинга!). Ключ к поддержанию здорового веса в долгосрочной перспективе — такое питание и пищевое поведение, которых вы сможете придерживаться на протяжении всей жизни. Имея это в виду, диетические рекомендации всегда должны быть адаптированы к конкретному человеку. Необходимо формировать пищевое поведение, которое позволит сохранять баланс между поступающей пищей и расходуемой энергией. 

Это не так занимательно, как стартаперский напиток с кетонами по $ 99 за бутылку. Но и получать удовольствие от жидкости с запахом лака для ногтей дано не каждому.

https://chrdk.ru/sci/ketogenic-diet-explainer#hcq=Pex2UEq

суббота, 9 сентября 2017 г.

Кетоновые тела



Кетоновые тела — это водорастворимые производные ацетил-КоА, к ним относятся ацетон, ацетоацетат и D-β-гидроксибутират. Ацетон, однако, образуется в меньших количествах и испаряется. Термин “тела” является историческим, иногда его используют для обозначения нерастворимых частиц.

Кетоновые тела образуются в печени, откуда с кровью переносятся к скелетным и сердечной мышцам, корковому веществу почек. Мозг в условиях голодания может приспособиться к употреблению ацетоацетата и β-гидроксибутирата.

Первая стадия образования ацетоацетата заключается в конденсации двух молекул ацетил-КоА, катализируемой тиолазой (обратимая реакция последнего шага β-окисления). Затем ацетоацетил-КоА конденсируется с ацетил-КоА, образуя ГМГ-КоА который распадается на ацетоацетат и ацетил-КоА. Ацетоацетат восстанавливается до D-β-гидроксибутират под действием D-β-гидроксибутиратдегидрогеназы в митохондриях.

Ацетоацетат может декарбоксилироваться спонтанно или под действием ацетоацетатдекарбоксилазы до ацетона. При нелеченном диабете образуется много ацетоацетата, поэтому и содержание летучего ацетона выше, что придает дыханию характерный запах.

Образование D-β-гидроксибутирата — реакция обратимая, но только во внепеченочных тканях. Образовавшийся ацетоацетат активируется переносом КоА с сукцинил-КоА (из ЦТК) под действием β-кетоацил-КоА-трансферазы. Активированный ацетоацетил-КоА под действием тиолазы распадается на две молекулы ацетил-КоА, который поступают в ЦТК. Таким образом, кетоновые тела используются в качестве энергии всеми тканями, кроме печени, она лишь снабжает ими другие ткани.

Образование кетоновых тел нужно для того, чтобы жирные кислоты могли окисляться непрерывно при минимальном окислении ацетил-КоА. Такая ситуация возникает, когда промежуточные продукты ЦТК используются в глюконеогенезе. Окисление промежуточных соединений цикла Кребса приостанавливается, как и окисление ацетил-КоА. Содержание кофермента А ограничено, а поскольку большая его часть связана в ацетил-КоА, β-окисление жирных кислот замедляется — для активации жирных кислот нужен КоА (подробнее - https://vk.com/wall-60511457_195199). Образование кетоновых тел как раз освобождает кофермент А.

При голодании (подробнее — https://vk.com/wall-60511457_196175) и нелеченном диабете из-за глюконеогенеза расходуются промежуточные соединения ЦТК (в частности, уходит оксалоацетат), в качестве основного источника энергии используются запасенные жиры. Это ведет к накоплению ацетил-КоА, которое идет на образование кетоновых тел. Однако, образуются они в количестве, превышающем способность внепочечных тканей окислить их. Таким образом, повышается содержание кетоновых тел в крови, вызывая ацидоз. Высокое содержание ацетона, ацетоацетата и D-β-гидроксибутирата в крови и моче называется кетозом (кетонемия, кетонурия, запах ацетона).

Кетоз не возникает, пока не происходит увеличения уровня СЖК в крови, образующихся в результате липолиза ТАГ в жировой ткани. Печень поглощает до трети ЖК, проходящих через нее, поэтому, чем выше концентрация СЖК, тем выше их поглощение и интенсивнее кетогенез. Следовательно, для регуляции важны факторы, контролирующие стадию мобилизации СЖК из жировой ткани.

Это достигается их эстерификацией с образованием ацилглицеролов, что зависит от наличия и доступности глицерол-3-фосфата и его предшественников. Однако, в опытах с перфузируемой печенью, взятой у голодного животного, доступность этого вещества не лимитировала эстерификацию. Дело в том, что у голодного организма карнитин-ацилтрансфераза активна и переносит ЖК в матрикс митохондрий, где происходит их окисление. И оно всегда происходит в направлении образования кетоновых тел, поскольку существует нехватка оксалоацетата — ацетил-КоА не может идти в ЦТК.

При β-окислении пальмитата до ацетоацетата, образуется 33 молекулы АТФ, а если β-гидроксибутират - то всего 21 моль. Так что кетогенез можно еще рассматривать как механизм, позволяющий печени окислять большие количества жирных кислот.

Источники:
В.К. Кухта, Т.С. Морозкина, Э.И. Олецкий, А.Д. Таганович, “Биологическая химия”, 2008.
David L. Nelson, Michael M. Cox – Lehninger Principles of Biochemistry, 6th edition, 2013.
https://vk.cc/75Kmtx