Метаболизм без глюкозы: как работает кетогенная диета
Кетодиета — рацион, при котором ограничены углеводы, а основная суточная калорийность приходится на жиры. Уже более века известна способность кетодиеты улучшать состояние пациентов с тяжелыми неврологическими патологиями. Также доказан ее лечебный потенциал при ожирении, инсулинорезистентности и синдроме поликистозных яичников. Вместе с тем она способна вызывать осложнения, в том числе связанные с работой сердечно-сосудистой системы. Рассказываем, как кетогенная диета влияет на здоровье и кому она противопоказана.
Механизм действия и ограничения
Первые сведения о кетодиете появляются в медлитературе в конце XVIII века: она применялась для снижения уровня сахара в крови у солдат-диабетиков. Их меню состояло преимущественно из молока, мяса, кровянки и прочих источников жиров. Термин «кетогенная диета» впервые применил американский врач Рассел Морс Уайлдер, который в начале 1920-х разработал кетогенный рацион для детей с эпилепсией. Большая часть рациона приходились на жиры, что приводило к кетозу, обладающему противосудорожными свойствами.
К 1930 году был накоплен довольно обширный опыт успешного применения кетодиеты при эпилепсии. Однако вскоре были разработаны противосудорожные препараты и про кетодиету надолго забыли. Лишь в конце XX века ее вновь стали использовать для лечения эпилепсии и других заболеваний нервной системы. В XXI веке применение кетодиеты в неврологии стало популярной научной темой и предметом многих исследований.
Сегодня, кроме неврологических патологий, в перечень показаний к кетодиете входят тучность и связанные с ней заболевания, неалкогольная болезнь печени, подготовка к бариатрии. Ряд ученых ее рассматривают как перспективный способ лечения депрессии, мигрени, онкозаболеваний.
Лечебный эффект кетодиеты основан на изменении метаболизма. При обычном питании организм в первую очередь полагается на углеводы для выработки энергии. При голодании либо недостатке углеводов наиболее доступным топливом для него становится накопленный жир. Он превращается в жирные кислоты, которые в печени трансформируются в кетоны. Последние становятся главным источником энергии для клеток ЦНС и прочих систем организма.
Физиологический кетоз, наблюдаемый при поддержании кетодиеты, способствует похудению, нормализации работы головного мозга, печени и других органов. Однако существует множество заболеваний и состояний, при которых повышение кетонов в крови может быть опасным. Например, к ним относятся сахарный диабет 1-го типа, печеночная недостаточность, тяжелые патологии почек, многие сердечно-сосудистые заболевания.
В связи с широким перечнем ограничений кетодиета должна назначаться специалистом после тщательного обследования. Во время ее применения также требуется контроль врача и мониторинг лабораторных показателей.
Эксперты NICE рекомендуют применять кетодиету не более трех месяцев и во время ее соблюдения регулярно проходить общий и биохимический анализы крови, анализ на ТТГ, содержание витамина D в организме, определять уровень кетоновых тел и микроальбумина в моче.
Существуют разные варианты кетодиеты, но в большинстве случаев главное правило кетогенного рациона — употребление менее 50 г углеводов в день. Для усиления физиологического кетоза и повышения эффективности диеты количество углеводов может снижаться до 30 г в день.
Процентная доля жиров в кетодиете обычно составляет 70–80%, на долю белков приходится около 20% суточного калоража.
Кетодиета при эндокринных заболеваниях
Ожирение
Кетодиета снижает вес с помощью нескольких механизмов: использование жиров в качестве источника энергии, подавление аппетита, уменьшение содержания воды в организме. Эффективность кетодиеты при ожирении доказана многими клиническими исследованиями.
12-недельное поддержание кетогенного рациона снижает вес на 18 ± 9 кг у мужчин и на 11 ± 3 кг у женщин, повышает удовлетворенность образом тела и улучшает физическую активность.
Кетогенная диета позволяет сбросить больше лишних килограммов, чем диета с ограничением жиров.
Стабильные и долгосрочные результаты показывает чередование кетодиеты со средиземноморской диетой. 89 пациентов с ожирением придерживались поэтапного протокола питания в течение года. В протокол были включены 20-дневные периоды кетогенного рациона, за которыми следовали длительные периоды средиземноморской диеты. Почти у 90% испытуемых вес снизился со 100,7 ± 16,54 до 84,59 ± 9,71 кг. У большинства участников наблюдалось значительное снижение уровней общего и «плохого» холестерина, триглицеридов, глюкозы в крови.
Это исследование — хороший пример режима похудения, который одновременно эффективен и комфортен для пациента. Средиземноморская диета, составляющая большую часть диетического вмешательства, не требует строгого ограничения рациона, ее легко поддерживать.
Несмотря на множество доказательств способности кетодиеты снижать вес, мнения экспертов по поводу ее применения у тучных пациентов разнятся. Например, EASO считает, что кетодиета не является полноценным методом лечения ожирения и ее можно рассматривать только как один из составных элементов. Эксперты ассоциации подчеркивают необходимость курирования пациентов, поддерживающих кетодиету, врачом-диетологом либо другим специалистом по питанию.
Сахарный диабет
Целый ряд метаанализов и систематических обзоров показывает преимущества кетодиеты при сахарном диабете 2-го типа, особенно у пациентов с избыточным весом. Продемонстрирована ее способность положительно влиять на гликемию, инсулинорезистентность, показатели липидного обмена. Низкоуглеводный рацион в среднем снижает концентрацию глюкозы в крови на 1,29 ммоль/л, гликированный гемоглобин — на 1,07%.
Как правило, диабетические сообщества не рекомендуют пациентам с СД 2 ограничивать углеводы в питании, а делают упор на выбор углеводных продуктов с низким гликемическим индексом. В стандартных диетах, разработанных для диабетиков, количество углеводов составляет 45–65%, количество жиров — 25–40%, количество белков — 15–20% от энергетической ценности рациона.
Несколько крупных метаанализов, проведенных в 2022 году, выявили, что кетогенная диета оказывает более выраженный и долговременный эффект на гликемию, уровень HbA1c, показатели липидного профиля по сравнению со стандартными диетами. Возможно, в будущем результаты этих и других исследований подтолкнут диабетические сообщества к пересмотру рекомендаций по питанию диабетиков.
Кетодиета несовместима с некоторыми сахароснижающими препаратами, применяемыми для лечения СД 2.
Американская ассоциация клинической эндокринологии рекомендует пациентам, получающим лечение ингибиторами SGLT2, отказаться от них до начала кетодиеты для избежания диабетического кетоацидоза.
Такие же рекомендации даются в отношении агонистов рецепторов ГПП-1, которые на фоне кетодиеты повышают риск не только кетоацидоза, но и гипогликемии.
Ингибиторы SGLT2 обеспечивают множество клинических преимуществ при СД 2. Они значительно улучшают гликемию, снижают гликированный гемоглобин, нормализуют вес, артериальное давление. Доказана их способность уменьшать риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и осложнений со стороны почек.
Исследований, оценивающих влияние кетогенной диеты на сахарный диабет 1-го типа, очень мало, их результаты противоречивы. Одни демонстрируют способность кетодиеты улучшать гликемию, снижать уровень гликированного гемоглобина и даже предотвращать гибель бета-клеток, вырабатывающих инсулин. Другие обнаруживают потенциальные риски для пациентов с СД 1:
- При СД 1 свой инсулин не вырабатывается, что значительно повышает риск кетоацидоза. Кетодиета усиливает этот риск.
- Применение кетодиеты у детей с СД 1 приводит к замедлению роста, отставанию «костного» возраста, недостаточному набору массы тела, повышает сердечно-сосудистый риск.
Вопрос применения кетодиеты при СД 1 остается открытым из-за недостатка доказательств ее пользы и не рекомендован большинством экспертных сообществ.
Всем диабетикам, вне зависимости от типа диабета, при соблюдении кетодиеты рекомендовано наблюдение диетолога и эндокринолога. Снижение содержания углеводов в рационе может повышать риск тяжелой гипогликемии и требует коррекции доз препаратов. На начальных этапах кетогенной диеты диабетикам также рекомендовано отказаться от повышенной физической активности, которая увеличивает вероятность гипогликемии.
Возврат к диете с высоким содержанием углеводов может привести к повышению уровня сахара в крови, поэтому он должен быть постепенным и осуществляться под контролем эндокринолога и диетолога.
Синдром поликистозных яичников
Синдром поликистозных яичников (СПКЯ) встречается у 10–15% женщин. Заболевание диагностируется при наличии двух из трех симптомов: кисты яичников, гиперандрогения и нарушение овуляции. Самое распространенное осложнение СПКЯ — бесплодие, которое наблюдается у 40% пациенток.
Диета — важная часть лечения СПКЯ. У большинства женщин с этим заболеванием наблюдается избыточный вес, приводящий к инсулинорезистентности, гиперинсулинемии. Нарушения углеводного обмена, в свою очередь, изменяют выработку половых гормонов, что отражается на репродуктивной функции. Снижение веса на 5–10% значительно улучшает фертильность женщин со СПКЯ.
Положительно влияет на течение заболевания средиземноморская диета, а также низкокалорийная кетогенная диета (VLCKD), которая обеспечивает менее 800 калорий в сутки. Последнюю в 2016 году Итальянская ассоциация диетологии и клинического питания и Итальянское общество по борьбе с ожирением предложили в качестве метода лечения лекарственно-устойчивой эпилепсии, неалкогольной жировой болезни печени, ожирения и связанных с ним заболеваний.
3-месячное применение VLCKD при СПКЯ снижает вес на 18 ± 4,2 кг. После него у 96% пациенток нормализует индекс HOMA, оценивающий инсулинорезистентность, у 100% женщин уровень прогестерона на 21-й день менструального цикла превышает 15,9 нг/мл, что рассматривается как признак овуляции.
Польза кетодиеты при неврологических болезнях
Эпилепсия
За последние 50 лет получено множество доказательств положительного влияние кетодиеты на пациентов с эпилепсией, не поддающейся медикаментозному лечению. Физиологический кетоз способствует накоплению ГАМК в пресинаптических сосудах, которая является важнейшим тормозным нейромедиатором ЦНС. Также он улучшает функции митохондрий и снижает выработку активных форм кислорода (АФК). Всё это уменьшает выраженность и частоту эпилептических припадков.
Кетогенный рацион снижает количество судорог на ≥ 50% у 22–70% пациентов с эпилептической болезнью. Особую эффективность он показывает при генерализованной эпилепсии.
Болезнь Альцгеймера
Кетодиета может стать новым методом лечения разновидности болезни Альцгеймера (БА), которую также называют сахарным диабетом 3-го типа. Исследователи определяют СД 3 как метаболический синдром у диабетиков, приводящий сначала к инсулинорезистентности мозга, а после — к гибели нейронов, снижению умственных способностей и слабоумию.
При альцгеймеровской деменции в головном мозге снижается количество глюкозных транспортеров GLUT1 и GLUT3, отвечающих за перенос глюкозы через клеточную мембрану, и эти изменения коррелируют с образованием нейрофибриллярных клубков — клинического признака БА. Снижение количества глюкозных транспортеров в сочетании с инсулинорезистентностью клеток ЦНС приводят к тому, что нейроны недополучают энергию и мозг перестает нормально работать.
Кетодиета может улучшить состояние пациентов с БА с помощью нескольких механизмов:
- Обеспечить мозг новым источником энергии — кетоновыми телами.
- Снизить инсулинорезистентность мозга и таким образом затормозить развитие деменции.
Эксперименты на животных продемонстрировали, что по сравнению со стандартным питанием кетодиета уменьшает количество амилоидных бляшек в гиппокампе, снижает активацию микроглии, улучшает когнитивные функции, включая обучение и пространственную память.
В 2021 году проводилось первое клиническое исследование с участием пациентов с БА, оценивающее влияние кетодиеты на заболевание. По сравнению с диетой с низким содержанием жиров кетодиета улучшала когнитивные функции на 2,12 ± 8,70 балла по шкале Адденбрука III, значительно повышала повседневное функционирование и качество жизни.
Мигрень
Мигрень — мучительная односторонняя цефалгия, атакующая 12% людей. Хроническая форма заболевания значительно снижает качество жизни, а также становится причиной психических расстройств, бессонницы, сердечно-сосудистых заболеваний.
В патогенезе мигрени лежат нарушения функций митохондрий и связанная с ними избыточная выработка АТФ. Кетодиета нивелирует эти процессы, что смягчает цефалгию. Этот эффект наблюдается даже при мигрени, резистентной к медикаментам.
3-месячная кетодиета уменьшает количество дней с цефалгией в 4 раза, снижает продолжительность эпизодов мигрени в 4,36 раза, дозировку принимаемых медикаментов — в 5 раз.
Влияние кетоза на психические расстройства
Хотя изучение влияния кетодиеты на психические заболевания находится в зачаточном состоянии, есть основания предполагать, что она может быть полезна психиатрическим пациентам. Существуют неопровержимые доказательства пользы кетоза при неврологических болезнях, а они имеют много общего с психическими расстройствами. Например, эпилепсия и биполярное расстройство имеют общую нейрохимическую основу, что подтверждается применением при их лечении одних и тех же лекарственных веществ.
Грань между заболеваниями мозга, которые считаются неврологическими и психиатрическими, скорее риторическая, чем биологическая. И те, и другие болезни сопровождаются нарушением выработки нейротрансмиттеров, нейровоспалением, митохондриальной дисфункцией, окислительным стрессом. Физиологический кетоз способен тормозить все эти процессы.
На данный момент доступны результаты единичных клинических исследований влияния кетодиеты на состояние пациентов с психиатрическими заболеваниями. В одном приняли участие люди с биполярным, шизоаффективным и тяжелым депрессивным расстройствами, которые не реагировали на традиционную психиатрическую помощь. У всех испытуемых было хотя бы одно метаболическое нарушение (ожирение, гипертония, высокий уровень глюкозы в крови).
3-недельное поддержание кетодиеты более чем в три раза снизило выраженность симптомов депрессии по шкале HAM-D и почти в два раза уменьшило симптомы психоза по шкале PANSS.
К концу исследования у 64% пациентов было снижено количество и/или дозировка психотропных препаратов. Кетодиета продемонстрировала положительные метаболические эффекты: значительное снижение ИМТ, нормализацию гликемии, артериального давления.
Возможные сердечно-сосудистые осложнения
Кетогенная диета противопоказана пациентам с сердечной недостаточностью, аритмией, нестабильной стенокардией, недавним инсультом или сердечным приступом (< 12 месяцев). Эти противопоказания могут быть связаны с неоднозначными результатами клинических исследований, оценивающих влияние кетодиеты на сердечно-сосудистый риск. Многие исследования демонстрируют ее способность улучшать липидный профиль, противостоять атеросклерозу, снижать артериальное давление, однако есть и противоположные научные данные.
В 2023 году на Всемирном конгрессе кардиологии Американская кардиологическая ассоциация предоставила результаты 12-летнего исследования с участием более 1,5 тыс. человек. Часть испытуемых придерживалась кетоподобного рациона, контрольная группа — стандартной диеты.
В группе кетодиеты чаще обнаруживался высокий уровень липопротеинов низкой плотности, участвующих в развитии атеросклероза, чем в контрольной группе.
В течение 12 лет наблюдения 9,8% приверженцев кетодиеты столкнулись с сердечно-сосудистыми заболеваниями, включая ишемическую болезнь сердца, инфаркт миокарда, инсульт.
В контрольной группе этот показатель был более чем в два раза ниже. Исследование доказывает, что кетогенная диета должна назначаться специалистом после тщательного обследования пациента и с учетом всех рисков. Также оно подтверждает потенциальную опасность длительного ограничения углеводов в питании.
Самые распространенные побочные эффекты
Довольно часто на фоне кетогенной диеты возникает обезвоживание, которое может проявляться сухостью во рту, цефалгией, головокружением. Чтобы избежать подобной симптоматики, рекомендуется во время поддержания кетодиеты потреблять не менее двух литров жидкости в день.
Распространенные симптомы кетоза — тошнота и рвота. Как правило, они возникают в начале кетодиеты и носят временный характер. Облегчить их помогает частое дробное питание. Хронизация тошноты и рвоты требует консультации гастроэнтеролога, так как кетодиета способна вызывать заболевания желудочно-кишечного тракта.