Кетогенна дієта CrossFit, яка висвітлює стару, але золоту біохімію

Питання: Які механізми регулюють кетогенез та пом'якшують його вплив на захворювання? На які умови безпосередньо впливають кетони та/або кетогенна дієта?

Винос: Кетогенез регулюється, прямо чи опосередковано, дією інсуліну. Кетогенна дієта має чіткі клінічні переваги при деяких рідкісних станах, що включають дефекти гліколітичних шляхів. Попередні дані також вказують, що це може бути корисним для пацієнтів з раком, нейродегенеративними захворюваннями та різними станами, пов'язаними із запаленням.

У цьому огляді 2019 року узагальнено основні механізми, що регулюють кетогенез, та проаналізовано вплив дієтичного кетозу на конкретні захворювання.

Кетогенез - тобто синтез кетонових тіл у печінці - в основному зумовлений тривалим пригніченням рівня інсуліну (1). Протягом перших годин голодування або під час дієти з дуже низьким вмістом вуглеводів запаси глюкози в печінці та м’язах викидаються в кров для підтримки рівня глюкози в крові. Як тільки ці запаси вичерпаються, жирові кислоти виділяються з жирової тканини. Коли ці жирні кислоти досягають печінки, вони піддаються бета-окисленню і утворюють ацетил-КоА. Коли рівні ацетил-КоА стають досить високими, печінка починає виробляти кетонові тіла (КБ) у значних кількостях (2). Потім ці циркулюючі кетонові тіла поглинаються іншими клітинами та органами через монокарбоксилатний транспортер 1 (MCT1), де потім перетворюються назад в ацетил-КоА для використання в якості джерела енергії (3).

золоту

Рисунок 1: Короткий огляд ключових процесів, що регулюють кетогенез

Таким чином, кетогенез в основному регулюється доступністю жирних кислот у печінці. Лише за допомогою цього механізму кетогенез пригнічується навіть помірним підвищенням рівня інсуліну, що зміщує жирові клітини від розпаду жирових кислот та їх викиду у бік накопичення жирних кислот, зменшуючи приплив жирних кислот у клітини печінки (4). Інсулін одночасно пригнічує кетоз шляхом прямого регуляторного впливу на клітини печінки, включаючи підвищення рівня малоніл-КоА, що зменшує доступність ключового кетогенного проміжного продукту (ацил-КоА) у мітохондріях печінки, інгібуючи тим самим кетогенез (5).

Рисунок 2: Регулювання кетогенезу за допомогою інсуліну. Червоні стрілки вказують на процеси, які регулюються або вимикаються за кожної обставини. Інсулін, впливаючи на вироблення малоніл-КоА, пригнічує доступність ацил-КоА у мітохондріях печінки, що, в свою чергу, пригнічує кетогенез.

Кетогенна дієта (КД) - тобто дієта, що індукує кетоз, як правило, за рахунок різкого придушення споживання вуглеводів - має чітку і специфічну клінічну корисність для двох станів, які характеризуються дефектами гліколітичних шляхів. Синдром дефіциту GLUT1 (GLUT1 DS) погіршує транспорт глюкози через гематоенцефалічний бар’єр і призводить до низького рівня глюкози в спинномозковій рідині. Симптоми включають судоми, порушення руху та когнітивні дисфункції. Кетогенна дієта швидко усуває ці симптоми; рекомендується пацієнтам із цим генетичним захворюванням починати КД якомога швидше після встановлення діагнозу, щоб запобігти тривалому пошкодженню мозку (6). Синдром дефіциту піруват-дегідрогенази (PDH-DS) подібний тим, що кетогенна дієта пом'якшує симптоми, обходячи патології, пов'язані з центральними гліколітичними шляхами (7). Добре задокументовані переваги кетогенної дієти у пацієнтів із стійкими до наркотиків нападами можуть виникати за подібними механізмами (8), хоча в цих випадках КД, як правило, підтримується поряд з протиепілептичними препаратами.