ArrowUP

«ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМОГО КЕТОЗА И ЭКЗОКЕТОНОВ, КАК ЧАСТИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ТЕРАПИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПАТОЛОГИЯХ И КАК СРЕДСТВА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ»

XXIX Международная научно-практическая конференция EURASIASCIENCE (15.05.2020)

 

В статье освещены современные взгляды на применение продуктов с кетоновыми телами в качестве части комплексного лечения при некоторых заболеваниях. Дана оценка целесообразности применения кетоновых солей для улучшения качества жизни, а также для увеличения физической и психологической выносливости. Рассмотрены преимущества и недостатки экзокетонов в сравнении с низкоуглеводными диетами.

 

Ключевые слова: управляемый кетоз, экзогенные кетоны, кетоновые тела, β-гидроксибутират, низкоуглеводная диета, ожирение, физические нагрузки, стресс-протекция.

 

Как известно, клеточный энергетический баланс поддерживается двумя путями: через метаболизм моносахаридов (в частности, глюкозы) и через утилизацию липидов. Первый путь требует меньших энергозатрат, более прост, протекает быстрее, но и количество вырабатываемой в результате энергии меньше. Плюс, увеличение объема моносахаров в рационе питания человека связано с рядом патологий, таких, как недостаточность инсулина и/или нарушение толерантности к глюкозе. Вкупе с малоподвижным образом жизни, характерным для современного урбанистического общества, такие нарушения становятся важным фактором риска развития ожирения, сахарного диабета и других метаболических заболеваний.

 

Второй путь получения энергии – это физиологический кетоз, который запускается в случае дефицита углеводов. В состоянии кетоза организм производит кетоны из липидов, запасенных в адипоцитах жировой ткани, и метаболизирует их в цикле трикарбоновых кислот [6], получая больше АТФ, чем при утилизации глюкозы. Базовым кетоновым телом в данном случае является β-гидроксибутират (βHB).

 

Считается, что способность человека производить и окислять кетоновые тела эволюционно развилась с целью повышения выживаемости в условиях голодания (23). Управляемый кетоз является источником энергии для функционирования основных систем организма, включая и головной мозг, а также замедляет расход белковых и оставшихся углеводных резервов (20, 21, 22). В частности, во время углеводного дефицита липиды используются для печеночного кетогенеза, а затем образовавшиеся кетоновые тела поддерживают энергетическое обеспечение работы головного мозга (17). Еще одна распространенная причина возникновения физиологического кетоза – длительные физические или психологические нагрузки. В первом случае дефицит углеводов возникает из-за усиленного их потребления мышечной тканью, во втором – нервной (24).

 

Патологический кетоз развивается при различных эндокринных заболеваниях, в частности, при сахарном диабете (1). В силу декомпенсации подобных метаболических нарушений кетоз в таких ситуациях практически сразу переходит в кетоацидоз. Подчеркнем, что кетоацидоз, в отличие от кетоза, является опасным нарушением обмена веществ. Его главная характеристика – увеличение концентрации кетоновых тел до показателей, который смещают кислотно-щелочной гомеостаз в крови, заметно снижая рН. Кетоацидоз – острая, угрожающая здоровью и жизни пациента метаболическая катастрофа, требующая немедленной врачебной помощи. Без этого высок риск развития кетоацидотической комы и даже летального исхода. Признаками кетоацидоза служат тошнота, рвота и характерный запах ацетона, идущий от пациента и обусловленный попытками организма вывести излишки кетоновых тел с мочой, через кожу и/или легкие.[2]

 

Физиологический кетоз принципиально отличается от кетоацитоза тем, что в этом случае организм производит только тот объем кетоновых тел, который ему необходим для получения энергии, и все эти кетоновые тела утилизируются с получением АТФ (19). Именно поэтому такой процесс получил название управляемого кетоза. Тем не менее, при его использовании необходимо соблюдать ряд условий:

  1. В биохимическом анализе мочи не должно определяться присутствие кетоновых тел. Их появление там свидетельствует о потере контроля над кетозом и должно быть поводом для принятия лечебных мер.
  2. При экзогенно индуцированном кетозе кетоны снижают уровень глюкозы в крови, ограничивая глюконеогенез в печени и увеличивая поглощение периферической глюкозы (25). Следовательно, нельзя допускать снижения количества глюкозы в крови менее 3,58 ммоль/л, то есть, не допускать развития гипогликемии (13).
  3. При условии использования низкоуглеводной LCHF-диеты, как средства индукции кетоза, ограничение налагается на употребление преимущественно моно- и олигосахаридов. Полисахариды в виде грубой растительной клетчатки в рационе питания следует оставить – это важно для сохранения нормального пищеварения.

 

Кроме того, экзогенные кетозы, как средство увеличения энергоснабжения ЦНС и других систем организма, противопоказаны лицам с любыми нарушениями обмена веществ, поскольку в подобных случаях повышается риск утраты контроля и перехода в патологический кетоацидоз [7]. Также кетоновые продукты не должны применяться при заболеваниях почек и печени, при беременности и в период кормления ребенка грудью [4].

 

На сегодняшний день накоплены довольно обширные научные данные, посвященные изучению эффектов, которые оказывает на организм человека управляемый кетоз. Так, кетогенные диеты были успешно использованы:

  • • Для лечения эпилептиформных состояний. В частности, одно из первых клинических применений кетозов было направлено на эффективное уменьшение частоты судорожных приступов при фармакологически резистентной детской эпилепсии (26, 8, 9, 10, 5).
  • • Для снижения концентрации глюкозы в крови при сахарном диабете 2 типа (27) и частичной компенсации этой патологии.
  • • Для нормализации показателя индекса массы тела (3). Здесь следует отметить, что помимо прямого липолиза, кетоз оказывает и анорексигенное действие. Оно заключается в том, что кетоновые тела, помимо стимулирования центра насыщения в гипоталамусе, вызывают эффект физиологического подавления аппетита (28).
  • • Для борьбы с депрессивными состояниями и для психотонического воздействия на ЦНС. (16)
  • • Для комплексной терапии при нейродегенеративных заболеваниях (29). Некоторые исследователей также сообщают о нейропротекторном действии экзогенно индуцированного кетоза в условиях токсического поражения головного мозга, при дисциркуляторной энцефалопатии, а также при развитии в центральной нервной системе возрастных изменений (14, 15).
  • • Для комплексного лечения специфических генетических нарушений обмена веществ (30).
  • • И даже в качестве дополнения к традиционной терапии злокачественных новообразований (31).

 

Кроме того, давно известна способность кетоновых тел улучшать психологическую и физическую выносливость, а также ускорять восстановление после стрессов и физических нагрузок. С этими целями кетогенные диеты широко используются в профессиональном и любительском спорте (32, 33, 34, 35). Дополнительным преимуществом низкоуглеводного питания является относительно хорошая переносимость. Однако, с другой стороны LCHF-диеты способны давать и нежелательные побочные эффекты. В первую очередь это желудочно-кишечные расстройства (36), дислипидемические состояния (37) или даже снижение толерантности к физическим нагрузкам за счет ускоренного разрушения жиров и белков в организме (38, 39).

 

Следовательно, стратегию индукции кетоза следует выбирать в зависимости от преследуемых целей. Если первичной задачей является избавление от излишнего веса, то оптимальным решением видится низкоуглеводная диета со смещением в сторону увеличения количества протеинов. В данном случае результатом станет запуск эндогенного кетоза с интенсивным липолизом, который дополнительно усиливается низким уровнем инсулина и повышенным уровнем кортизола. А для краткосрочной стимуляции активности ЦНС, увеличения физической и психологической резистентности более полезным будет прием экзогенных кетонов без перехода на низкоуглеводное питание [18]. Кетоновые тела в виде солей проявляют отрицательную обратную связь в отношении своей собственной продукции, уменьшая запас свободных жирных кислот в печени через β-гидроксибутират-опосредованный агонизм рецептора PUMA-G в жировой ткани, который подавляет липолиз (40). Результатом становится высокий уровень энергоснабжения организма при отсутствии разрушения им собственных тканей (в первую очередь, жировой и мышечной) для получения субстрата эндогенного кетоза (41, 25).

 

Таким образом, использование пищевых продуктов с высоким содержанием кетоновых тел и, в частности, β-гидроксибутирата, станет хорошим способом обеспечить все преимущества кетогенной диеты без каких-либо других диетических изменений. Ярким представителем таких продуктов является T8 ERA EXO, производства компании VILAVI INT LTD. Здесь β-гидроксибутират содержится в связанном виде в форме натриевых, кальциевых и магниевых солей, способных быстро метаболизироваться, высвобождая кетоновые тела. Этот продукт будет полезен в первую очередь тем, кому необходимо увеличить свою сопротивляемость стрессам, физическим и психоэмоциональным нагрузкам.

 

 

Список литературы:

 

1. Foster D.W. Cахарный диабет. Внутренние болезни (пер. с англ.). Ред Е.Браунвальд и др. / Москва. Медицина. 1997. Т.9. С.185–232.
 

2. Gordon J. Azar. Similarities of Carbohydrate Deficiency and Fasting // Archives of Internal Medicine. 1963. Vol. 112, iss. 3. P. 338.

 

3. Phinney, Stephen D. The Art and Science of Low Carbohydrate Living: An Expert Guide to Making the Life-Saving Benefits of Carbohydrate Restriction Sustainable and Enjoyable. Beyond Obesity, 2011. 302 p.

 

4. Bravata D., Sanders L, Huang J, Krumholz H., Olkin I, Gardner C. (April 2003). Efficacy and safety of low-carbohydrate diets: a systematic review. JAMA 289 (14).

 

5. Kossoff, E.H. Ketogenic diets: an update for child neurologists // Journal of Child Neurology. 2009. Vol. 24, no. 8.

 

6. Pittier A., Corrigan F. The Ketogenic Diet: Healthy or Harmful? A Review In Light Of Its Renewed Popularity // Trinity Student Medical Journal. 2001. Vol. 2, no. 5.

 

7. O. Snorgaard, G.M. Poulsen, Henning K. Andersen, A. Astrup. Systematic review and meta-analysis of dietary carbohydrate restriction in patients with type 2 diabetes // BMJ Open Diabetes Research and Care. 2017. Vol. 5, iss. 1.

 

8. Freeman, J. M. The Ketogenic Diet: One Decade Later // Pediatrics. 2007. Vol. 119, no. 3.

 

9. Gasior, M. Neuroprotective and disease-modifying effects of the ketogenic diet // Behavioural Pharmacology. 2006. Vol. 17, no. 5–6.

 

10. Hongyan Liu. Ketogenic diet for treatment of intractable epilepsy in adults: A meta-analysis of observational studies // Epilepsia Open. 2018. Vol. 3, no. 1.

 

11. Hall, K. D. Energy expenditure and body composition changes after an isocaloric ketogenic diet in overweight and obese men. // American journal of clinical nutrition. 2016. Vol. 104, no. 2.

 

12. National Task Force on the Prevention and Treatment of Obesity. National Institutes of Health. Very low–calorie diets // JAMA. 1993. Vol.270.

 

13. Gershuni, Victoria M. Nutritional Ketosis for Weight Management and Reversal of Metabolic Syndrome // Current Nutrition Reports. 2018. Vol. 7, no. 3

 

14. Stafstrom, C. E. The ketogenic diet as a treatment paradigm for diverse neurological disorders // Frontiers in Pharmacology. 2012. Vol. 3.

 

15. McDonald, T.J.W. The Expanding Role of Ketogenic Diets in Adult Neurological Disorders // Brain Sciences. 2018. Vol. 8.

 

16. Отчет о клинических испытаниях кетопродуктов отдела лечебного и профилактического питания ГУ НИИ Питания РАМН. М, 2003.

 

17. Davies H.J., Baird I.M., Fowler J., // Metabolic response to low–and very–low–calorie diets. American journal of clinical nutrition. 1989. Vol.49. №2.
 

18. Volek, Jeff S. Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners // Metabolism. 2016. Vol. 65, no. 3.

 

19. В.С. Лукьянчиков. Кетоз и кетоацидоз. Патобиохимический и клинический аспект. Русский медицинский журнал. 2004. №23. стр. 1301.

 

20. Owen, O. E., Morgan, A. P., Kemp, H. G., Sullivan, J. M., Herrera, M. G., and Cahill, G. F. Brain metabolism during fasting. Journal of Clinocal Investigations. 1967, 46, 1589–1595.

 

21. Sato, K., Kashiwaya, Y., Keon, C. A., Tsuchiya, N., King, M. T., Radda, G. K., et al. Insulin, ketone bodies, and mitochondrial energy transduction. FASEB Journal. 1995, 9, 651–658.

 

22. Marshall, D. M. Starvation physiology: reviewing the different strategies animals use to survive a common challenge. Comparative Biochemistry and Physiology. 2010. A 156, 1–18.

 

23. Cahill, G. F. Jr. Starvation in man. The New England Journal of Medicine. 1970, 282, 668–675.

 

24. Koeslag, J. H., Noakes, T. D., and Sloan, A. W. Post-Exercise Ketosis. Journal of Physiology. 1980, 301, 79–90.

 

25. Mikkelsen, K. H., Seifert, T., Secher, N. H., Grondal, T., and van Hall, G. Systemic, cerebral and skeletal muscle ketone body and energy metabolism during acute hyper-D-beta-hydroxybutyratemia in post-absorptive healthy males. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 2015, 100, 636–643.

 

26. Kossoff, E. H., Krauss, G. L., McGrogan, J. R., and Freeman, J. M. Efficacy of the ketodiet as therapy for intractable epilepsy. Neurology. 2003, 61, 1789–1791.

 

27. Feinman, R. D., Pogozelski, W. K., Astrup, A., Bernstein, R. K., Fine, E. J., Westman, E. C., et al. Dietary carbohydrate restriction as the first approach in diabetes management: critical review and evidence base. Nutrition. 2015, 31, 1–13.

 

28. Bueno, N. B., Melo, I. S., Oliveira, S. L., and Rocha Ataide, T. Very-low-carbohydrate ketogenic diet v. low-fat diet for long-term weight loss: a meta-analysis of randomized controlled trials. British Journal of Nutrition. 2013, 110, 1178–1187.

 

29. Vanitallie, T. B., Nonas, C., Di Rocco, A., Boyar, K., Hyams, K., and Heymsfield, S. B.  Treatment of Parkinson disease with diet-induced hyperketonemia: a feasibility study. Neurology, 2005, 64, 728–730.

 

30. Veech, R. L. The therapeutic implications of ketone bodies: the effects of ketone bodies in pathological conditions: ketosis, ketogenic diet, redox states, insulin resistance, and mitochondrial metabolism. Prostaglandins, Leukotrienes & Essential Fatty Acids, 2014, 70, 309–319.

 

31. Nebeling, L. C., Miraldi, F., Shurin, S. B., and Lerner, E. Effects of a ketogenic diet on tumor metabolism and nutritional status in pediatric oncology patients: two case reports. Journal of the American College of Nutrition, 1995 14, 202–208.

 

32. Cox, P. J., Kirk, T., Ashmore, T., Willerton, K., Evans, R., Smith, A., et al. Nutritional ketosis alters fuel preference and thereby endurance performance in athletes. Cell Metabolism. 2016, 24, 1–13.

 

33. Evans, M., Cogan, K. E., and Egan, B. Metabolism of ketone bodies during exercise and training: physiological basis for exogenous supplementation. Journal of Physiology. 2017, 595, 2857–2871.

 

34. Holdsworth, D. A., Cox, P. J., Kirk, T., Stradling, H., Impey, S. G., and Clarke, K. A ketone ester drink increases postexercise muscle glycogen synthesis in humans. Medicine & Science in Sports & Exercise 2017, 49, 1789–1795.

 

35. Vandoorne, T., De Smet, S., Ramaekers, M., Van Thienen, R., De Bock, K., Clarke, K., et al. Intake of a ketone ester drink during recovery from exercise promotes mTORC1 signaling but not glycogen resynthesis in human muscle. Frontiers of Physiology. 2017, 8, 310.

 

36. Cai, Q. Y., Zhou, Z. J., Luo, R., Gan, J., Li, S. P., Mu, D. Z., et al. Safety and tolerability of the ketogenic diet used for the treatment of refractory childhood epilepsy: a systematic review of published prospective studies. World Journal of Pediatric. 2017, 13, 528–536.

 

37. Kwiterovich, P. O. Jr., Vining, E. P., Pyzik, P., Skolasky, R. Jr., and Freeman, J. M. Effect of a high-fat ketogenic diet on plasma levels of lipids, lipoproteins, and apolipoproteins in children. JAMA, 2003, 290, 912–920.

 

38. Edwards, L. M., Murray, A. J., Holloway, C. J., Carter, E. E., Kemp, G. J., Codreanu, I., et al. Short-term consumption of a high-fat diet impairs whole-body efficiency and cognitive function in sedentary men. FASEB Journal. 2011, 25, 1088–1096.

 

39. Burke, L. M., Ross, M. L., Garvican-Lewis, L. A., Welvaert, M., Heikura, I. A., Forbes, S. G., et al. A low-carbohydrate, high-fat diet impairs exercise economy and negates the performance benefit from intensified training in elite race walkers. Journal of Physiology. 2013, 595, 2785–2807.

 

40. Taggart, A. K. P., Kero, J., Gan, X. D., Cai, T. Q., Cheng, K., Ippolito, M., et al. (D)-beta-hydroxybutyrate inhibits adipocyte lipolysis via the nicotinic acid receptor PUMA-G. Journal of Biological Chemistry. 2005, 280, 26649–26652.

 

41. Balasse, E., and Ooms, H. A. Changes in the concentrations of glucose, free fatty acids, insulin and ketone bodies in the blood during sodium hydroxybutyrate infusions in man. Diabetologia. 1968, 4, 133–135.