KD este un mod de a mânca (WOE) care promovează o utilizare mai eficientă a energiei prin schimbarea metabolismului celular spre utilizarea grăsimilor în loc de carbohidrați ca sursă primară de energie.

ketogenică

Termeni asociați:

  • Anticonvulsivant
  • Cetoacidoza
  • Epilepsie
  • Glucoză
  • Carbohidrați
  • Proteină
  • Cetonă
  • Post
  • Corp cetonic

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Epilepsie

Roberto H. Caraballo, Eileen Vining, în Manualul de neurologie clinică, 2012

Abstract

DIETA KETOGENICĂ Terapii dietetice pentru epilepsie

Dieta ketogenică (KD) este o opțiune eficientă de tratament pentru pacienții cu epilepsie intratabilă. Resurgerea recentă a interesului pentru KD a dus la o explozie de cercetări privind implementarea sa clinică, precum și mecanismele sale de bază. KD este adesea inițiat în spital și o monitorizare atentă asigură o reducere a riscului de evenimente adverse. Modificări recente aduse KD au fost propuse și sunt studiate pentru a le evalua eficacitatea și siguranța. Mecanismele de acțiune care stau la baza KD nu sunt bine înțelese, dar pot implica mecanisme multiple, paralele și, eventual, sinergice.

Terapia medicamentoasă antiepileptică la nou-născuți

Amanda G. Sandoval Karamian MD, Courtney J. Wusthoff MD, MS, în Boli infecțioase și farmacologie, 2019

Dieta ketogenică

Dieta ketogenică este o terapie dietetică în care majoritatea aportului caloric este gras, pentru a pune corpul într-o stare de cetoză cronică, modificând la rândul său alimentarea cu energie a creierului. Dieta ketogenică este utilizată la copiii cu epilepsie intratabilă, cu dovezi bune, deși este utilizată mai rar la nou-născuți și există mai puține dovezi publicate pentru utilizare la această populație. 110.111 Poate exista un rol pentru dieta ketogenică în anumite cazuri de erori înnăscute ale metabolismului și este tratamentul la alegere la pacienții cu deficit de complex piruvat dehidrogenază și deficit de transportor de glucoză 1 (GLUT-1). 72,112 O serie de cazuri de trei nou-născuți cu epilepsie mioclonică timpurie și hiperglicinemie necetotică au demonstrat un răspuns convulsiv bun la dieta ketogenică după eșecul mai multor DEA. 113 Sunt necesare mai multe dovezi de înaltă calitate pentru a determina siguranța și eficacitatea dietei ketogenice la nou-născuți.

Reglementarea nutrițională a funcției mitocondriale

1.2.8 Dieta ketogenică

KD are de obicei un conținut ridicat de grăsimi, proteine ​​moderate și carbohidrați săraci (75%, 20% și respectiv 5% din calorii, într-un KD clasic) și trebuie să fie echilibrat în ceea ce privește cerințele generale de micronutrienți. 53, 54 Ca răspuns la o dietă săracă în carbohidrați și bogată în grăsimi, nivelul glicemiei este scăzut, iar corpurile cetonice derivate din grăsimi sunt ridicate (în principal β-hidroxibutiratul [β-OHB], dar și acetoacetat și acetonă, care este expirat). Aceste corpuri cetonice servesc ca sursă primară de energie care înlocuiește glucoza 55 și are ca rezultat hiperketonemie (în general între 2 și 6 mM/L de β-OHB). În prezența unor carbohidrați suficienți, piruvatul generat prin glicoliză intră în mitocondrii și este defalcat în ciclul TCA pentru a alimenta metabolismul oxidativ mitocondrial. În absența carbohidraților (așa cum se observă cu KD sau în timpul postului prelungit), există o schimbare de la glucoză la lipide ca sursă principală de energie, împreună cu o creștere a producției de corpuri cetonice. În timpul cetozei, ciclul TCA este reglat în jos în ficat, iar acetil-CoA produs în timpul β-oxidării mitocondriale este transformat în corpuri cetonice, 53 care sunt transportate în alte țesuturi și convertite înapoi în acetil-CoA pentru energie.

Enzimele mitocondriale, care sunt importante pentru generarea de corpuri cetonice în ficat, includ succinil-CoA: 3-cetoacid CoA transferază (convertește acetil-CoA în acetoacetat) și β-OHB dehidrogenază (transformă acetoacetat în β-OHB). În țesuturile țintă, enzimele mitocondriale importante includ β-OHB dehidrogenaza (transformă β-OHB înapoi în acetoacetat) și tiolaza (convertește acetoacetatul înapoi în acetil-CoA, care apoi intră în ciclul TCA). 53

Conținutul de grăsime din KD poate fi compus din trigliceride cu diferite lungimi ale lanțului FA: FA cu lanț mediu (MCFA), care sunt transportate direct în ficat după ingestie prin transportul de albumină din sânge și intră în mitocondrii prin difuzie; LCFA; sau un amestec de MCFA și LCFA. Comparativ cu un KD ridicat în MCFA, cetoza mediată de LCFA este atinsă lent, deoarece, după ingestie, LCFA ajung în ficat indirect prin conducta toracică și se bazează pe un transport chilomicron scump din punct de vedere energetic. Mai mult, LCFA-urile necesită naveta de carnitină (Fig. 3) pentru a intra în mitocondrii, un proces global mai lent și mai costisitor din punct de vedere energetic comparativ cu transportul difuzat de MCFA. Din acest motiv, KD-urile bazate pe MCFA pot avea un conținut relativ scăzut de grăsimi în raport cu proteinele și carbohidrații, ceea ce crește gustul (important pentru respectarea dietei), obținând în același timp cetoză. 53

Efectele mitocondriale ale KD includ biogeneza mitocondrială crescută (creșterea capacității de producție a energiei), funcția mitocondrială îmbunătățită, scăderea stresului oxidativ, o creștere a formei reduse de GSH (un antioxidant) și o rată glicolitică redusă (printr-o creștere a oxidării lipidelor și o creștere a respirației mitocondriale). 56 Există efecte adverse asociate cu KD pe termen lung, cu toate acestea, în primul rând hiperlipidemie, hipercolesterolemie, nefrolitiază (calculi renali) și cardiomiopatie. 53

Interesant este că KD a fost angajat cu succes pentru a trata copiii cu epilepsie. 53, 54 Glucoza este o sursă importantă de energie pentru creier și se crede că duce la creșterea excitabilității neuronale, ceea ce duce la convulsii epileptice. O cantitate scăzută de carbohidrați din KD forțează creierul să schimbe combustibilii de la glucoză la cetonă, rezultând efecte antiepileptice și anticonvulsivante. Există mai multe modalități propuse în care KD ar putea avea un efect antiepileptic: o scădere mediată de cetonă a eliberării glutamatului din veziculele sinaptice și/sau o scădere a țintei mecanice a activării căii rapamicinei (mTOR). 53 Calea mTOR este un regulator cheie al metabolismului și fiziologiei, iar supraactivarea mTOR este asociată cu crize epileptice. Efectele antiepileptice ale KD pot implica, de asemenea, inhibarea porilor de tranziție a permeabilității mitocondriale (mPTP). La șoareci, efectul antiepileptic al corpurilor cetonice poate fi mediat prin inhibarea formării mPTP în IMM mitocondrială, care ar putea ajuta la stabilizarea nivelurilor de calciu mitocondrial și contribuie la reducerea observată a stresului oxidativ mediat de KD. 53, 57

Există, de asemenea, dovezi că KD va crește longevitatea și sănătatea la șoareci. Ca și în cazul epilepsiei, aceste efecte pozitive asupra sănătății ar putea fi mediate prin calea mTOR. KD scade activitatea mTOR în ficatul adult de șoarece (posibil din cauza conținutului redus de proteine ​​din KD), ceea ce duce la creșterea acetilării proteinelor și la scăderea traducerii proteinelor. 58 Scăderea activității mTOR la ​​rozătoare este, de asemenea, observată la dietele MD și CR și ambele diete pot crește, de asemenea, durata de viață. 58

Biologia moleculară și celulară a durerii

16 diete ketogene

Secțiunile de mai sus au prezentat cercetările disponibile în prezent cu privire la produsele dietetice și efectul lor asupra celulelor imune și durerii în mod specific. Următoarea secțiune se va ocupa de intervențiile dietetice pentru durerea la animale și la oameni cu diferite afecțiuni dureroase. Este util să rețineți că multe dintre intervențiile prezentate mai jos includ orice număr de alimente din secțiunile de mai sus pentru a completa o strategie de tratament și că un scop al acestui capitol este de a oferi dovezi că intervențiile dietetice au potențialul de a reduce durerea, în primul rând prin interacțiuni ale sistemului imunitar.

Dieta mediteraneană ketogenică

Antonio Paoli MD, BSc, Gerardo Bosco MD, dr. Și The Mediterranean Diet, 2015

KD-uri: o vizualizare sumară

KD se caracterizează printr-o reducere a glucidelor [de obicei 10-12], dar realizarea importanței acestor diete din punct de vedere clinic poate fi urmărită de la începutul anilor 1920, când au început să fie utilizate cu succes în tratamentul epilepsia [13] se găsește în tradițiile multor religii.

Pare paradoxal faptul că un astfel de instrument antic și eficient pentru tratarea epilepsiei refractare, realizarea controlului greutății, reducerea markerilor de risc cardiovascular și a inflamației, precum și a altor afecțiuni patologice [14] pare a fi un „scotom” sau un punct orb, în ​​cercetarea nutrițională. Pe lângă cantitatea uriașă de date cu privire la influența unei nutriții adecvate asupra stării de sănătate și a prevenirii bolilor (așa cum au afirmat multe societăți nutriționale), există, de asemenea, suficiente dovezi care să susțină ideea că o dietă cu conținut scăzut de carbohidrați poate duce la o îmbunătățire a căi la om [14]. Având în vedere aceste proprietăți atractive, s-au dedicat multe eforturi pentru a afla cum acționează KD cu conținut scăzut de carbohidrați asupra metabolismului uman. În acest capitol explicăm modul în care o KD ar putea fi considerată ca un instrument care ar putea fi utilizat împreună cu MD în anumite condiții metabolice.

DIETA KETOGENICĂ Managementul dietetic al epilepsiei: rolul corpurilor de glucoză și cetonă

Relația dintre KD și CR în gestionarea convulsiilor la copii

KD este cel mai eficient în reducerea sensibilității convulsive la copii atunci când este administrat cu post sau sub aport caloric restricționat. Studiile clinice au arătat, de asemenea, că eficacitatea anticonvulsivantă a KD este asociată cu greutatea corporală și reducerea glicemiei de aproximativ 10%. Descoperirile noastre la șoareci EL din dieta CR sunt în concordanță cu aceste descoperiri la om. Este interesant faptul că efectele anticonvulsivante ale KD pot fi pierdute la pacienții care suferă o creștere a nivelului de glucoză din sânge, ca în cazul celor care se îngrașă în dietă sau care consumă carbohidrați. Pe baza studiilor noastre efectuate cu șoareci EL, sugerăm că efectele de protecție a convulsiilor din KD ar fi cele mai bune atunci când sunt administrate în cantități reduse, astfel încât nivelul glicemiei și greutatea corporală să fie, de asemenea, reduse. De asemenea, este important să recunoaștem că consumul de KD în cantități nerestricționate este nesănătos din cauza conținutului ridicat de grăsimi din dietă. Consumul în cantități restrânse oferă un beneficiu terapeutic maxim împotriva epilepsiei, reducând în același timp efectele adverse ale conținutului ridicat de grăsimi din dietă.

DIETA KETOGENICĂ Mecanisme anticonvulsivante ale unei diete ketogenice

Introducere

Dieta ketogenică (KD) este o dietă bogată în grăsimi, proteine ​​adecvate, cu conținut scăzut de carbohidrați, care a fost utilizată ca tratament pentru epilepsie din 1921. KD este administrat în mod obișnuit într-un raport 4: 1 de grăsimi la carbohidrați + proteine, prin care aproximativ 90% din calorii sunt derivate din grăsimi. De obicei, aportul caloric zilnic recomandat este redus cu ~ 25%. În timpul tratamentului dietetic, ficatul metabolizează grăsimile în corpuri cetonice, care în locul glucozei devin apoi sursa primară de combustibil metabolic. Cumva, această schimbare în metabolism conferă un efect anticonvulsivant. În general, numărul de convulsii este redus la jumătate sau mai mult la aproximativ 50% dintre cei care respectă dieta. Acest regim alimentar trebuie menținut cu strictețe, deoarece chiar și cantități mici de glucoză (sau aport caloric excesiv) diminuează eficacitatea KD.

Ne-am concentrat studiile asupra mecanismelor KD din mai multe motive. În primul rând, medicamentele anticonvulsivante nu controlează în mod adecvat convulsiile pentru mulți pacienți cu epilepsie și adesea provoacă efecte secundare nedorite. Astăzi, dieta este utilizată în principal pentru tratarea crizelor refractare din punct de vedere medical și gestionează eficient o mare varietate de epilepsii. Există puține efecte secundare. Poate cel mai important, totuși, există indicii experimentale conform cărora dieta poate limita progresia bolii și poate preveni neurodegenerarea. Comparațiile încrucișate ale profilului anticonvulsivant KD cu spectrul de activitate pentru alte DEA sugerează că KD acționează în mod unic pentru a controla convulsiile. Astfel, elucidarea mecanismelor KD va oferi probabil informații unice asupra metabolismului creierului din care ar putea apărea noi strategii de tratament puternice pentru epilepsie și, probabil, alte tulburări neurodegenerative.

Dietele hipocalorice în scleroisul lateral amiotrofic

Dieta ketogenică

Cetoza în afectarea cognitivă ușoară și boala Alzheimer

Dietele cetogenice

KD-urile au fost dezvoltate în anii 1920 pentru a reduce apariția convulsiilor la epileptice. KD-urile sunt foarte sărace în carbohidrați și proteine ​​și foarte bogate în grăsimi și au fost dezvoltate pentru a imita modificările fiziologice observate la postul prelungit [25]. KD-urile duc la o creștere a KB-urilor circulante (cetoză). KB-urile servesc un proces esențial la omul adult pentru a oferi o alternativă la glucoză pentru creier în perioadele cu disponibilitate redusă a glucozei. De exemplu, Owen și colab. voluntari obezi posteau timp de 5-6 săptămâni și au examinat modificările metabolismului creierului. În timpul postului de 5 până la 6 săptămâni, concentrația principalului KB β-hidroxibutirat (BHB) a fost ridicată la intervalul de 4-8 mM, de 10 până la 20 de ori peste valorile normale de 12 ore de post. Diferențele arteriovenoase din creier au măsurat utilizarea semnificativă a KB-urilor și s-a estimat că, în aceste condiții, KB-urile furnizează aproximativ 60% din necesarul de energie al creierului [26]. .

KD au demonstrat potențial în tratarea mai multor afecțiuni neurologice, altele decât epilepsia (Tabelul 40.1). Schimbarea conținutului de macronutrienți într-un KD dintr-o dietă standard induce un set de modificări, cum ar fi glucoza redusă, semnalizarea scăzută a insulinei/IGF și niveluri crescute de proteine ​​de decuplare, fiecare dintre acestea putând contribui la efectele neuroprotectoare. Cu toate acestea, KB-urile au demonstrat proprietăți neuroprotectoare. KB-urile utilizate în sistemele de cultură celulară sau infuzate în modele animale demonstrează neuroprotecția în multe sisteme, inclusiv: protecție împotriva toxicității glutamatului [35], ischemiei [36] și 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridinei ( MPTP) toxicitate (Tabelul 40.2) [45] .

Tabelul 40.1. Neuroprotecția KD-urilor

Vătămare Specie Rezultat
ALSȘoareciCreșterea numărului de neuroni motori [27]
Leziuni cerebraleȘobolaniVolum de contuzie redus [28]
ANUNȚȘoareciNiveluri reduse de Aβ [29]
Convulsii induse de KAȘoareciCreșterea supraviețuirii celulare [30]
GLUT1 haploinsuficiențăOameniiScăderea frecvenței convulsiilor [31]
Boala ParkinsonOameniiFuncție motor îmbunătățită [32]
IschemieȘobolaniProtecția împotriva neurodegenerării [33]
MCIOameniiPerformanță îmbunătățită a memoriei [34]

S-a demonstrat că KD oferă protecție celulelor neuronale de diferite insulte.

Tabelul 40.2. Efectele neuroprotectoare ale corpurilor cetonice

Intervenție Vătămare Specii Rezultat
ACAToxicitate cu glutamatȘobolani, cultură celularăNeuroprotecție [37]
BHB/ACAToxicitate cu glutamatCulturi celulareCreșterea supraviețuirii celulare [35]
BHBToxicitate cu glutamatȘobolaniNeuroprotecție și peroxidare lipidică redusă [38]
BHB/ACAToxicitate cu glutamatCulturi celulareEficiență mitocondrială crescută [39]
BHBHipoxieCulturi celulareCreșterea supraviețuirii celulare [40]
BHBHipoxieȘoareciATP menținut și lactat scăzut [41]
BHBIschemieȘoareciZona redusă a infarctului cerebral [36]
BHBLeziuni cerebraleȘobolaniNiveluri ATP restaurate după CCI [42]
MCTANUNȚOameniiPerformanță cognitivă îmbunătățită [43]
BHBANUNȚCulturi celulareCreșterea supraviețuirii celulare [44]
BHBBoala ParkinsonȘoareciSupraviețuire neuronală îmbunătățită, eficiență mitocondrială îmbunătățită [45]
BHBBoala ParkinsonCulturi celulareCreșterea supraviețuirii celulare [46]

S-a demonstrat că corpurile cetonice oferă protecție celulelor neuronale împotriva diferitelor insulte.

Abrevieri: ACA, acetoacetat; BHB, β-hidroxibutirat.

KB-urile sunt un substrat ușor metabolizat și pot duce la creșterea eficienței metabolice. Sato și colab. au tratat inimile de șobolan perfuzate cu niveluri de KB găsite în timpul foametei (4 mM BHB și 1 mM ACA) și au comparat ratele consumului de oxigen cu celulele cardiace tratate numai cu glucoză. Sa constatat că tratamentul KB crește eficiența cardiacă cu 13%, comparativ cu inimile de control. Creșterea eficienței metabolice poate fi atribuită creșterii bazinelor de acetil-CoA și creșterii puterii cuplului redox NADH/NAD [6]. În plus, alți autori au demonstrat că metabolismul KB crește rezerva mitocondrială de succinat, permițând ocolirea deficiențelor complexe I [45]. .

Studzinski și colab. a examinat efectele inducerii cetozei la câinii beagle în vârstă (vârsta de 9-11 ani) timp de 2 luni. Acest studiu nu a implementat o KD, ci a folosit MCT-uri pentru a induce cetoza. MCT-urile sunt trigliceride cu lanțuri de acizi grași între 5 și 12 atomi de carbon. MCT-urile sunt imune la reglarea acizilor grași cu lanț lung și sunt bine cunoscute pentru proprietățile lor ketogene, independente de factorii dietetici [7]. Tratamentul ketogenic a condus la niveluri modeste de cetoză, în intervalul 0,1-0,3 mM. Mitocondriile au fost izolate din lobii parietali și frontali, spălate fără KB și s-a constatat că demonstrează rate de respirație îmbunătățite și o eficiență metabolică crescută. În plus, s-au găsit reduceri semnificative ale markerilor de deteriorare oxidativă în fracțiunea mitocondrială [47]. Cititorul este trimis la mai multe recenzii care acoperă pe larg eficiența metabolică a metabolismului KB [48] .