Matthew K Taylor

1 Centrul bolii Alzheimer, Universitatea din Kansas, Fairway, KS

2 Departamentul de Dietetică și Nutriție Universitatea din Kansas Medical Center, Kansas City, KS

Russell H Swerdlow

1 Centrul bolii Alzheimer, Universitatea din Kansas, Fairway, KS

3 Departamentul de Neurologie, Universitatea din Kansas Medical Center, Kansas City, KS

Jeffrey M Burns

1 Centrul bolii Alzheimer, Universitatea din Kansas, Fairway, KS

3 Departamentul de Neurologie, Universitatea din Kansas Medical Center, Kansas City, KS

Debra K Sullivan

1 Centrul bolii Alzheimer, Universitatea din Kansas, Fairway, KS

2 Departamentul de Dietetică și Nutriție Universitatea din Kansas Medical Center, Kansas City, KS

ABSTRACT

fundal

Dieta ketogenică (KD) a câștigat interes ca terapie potențială pentru numeroase afecțiuni; cu toate acestea, studiile raportează rareori profilul alimentar și al micronutrienților dietei.

Obiectiv

Scopul acestui studiu a fost de a raporta modificările în selecția alimentelor și calitatea nutrițională de la dieta inițială (BD) la o terapie KD la participanții cu boala Alzheimer (AD).

Metode

Cincisprezece pacienți cu AD au participat la un studiu clinic cu un singur braț pentru a evalua fezabilitatea unei intervenții KD de 3 luni. Un dietetician înregistrat i-a instruit pe partenerii de studiu participanți să asiste participanții cu un KD auto-selectat, dens din punct de vedere nutrițional. Am colectat aportul de alimente și nutrienți prin evidența lunară a alimentelor 3-d. Β-hidroxibutiratul seric a fost măsurat în decurs de 48 de ore de la fiecare înregistrare 3-alimentară pentru a evalua starea cetozei. Înregistrările alimentare înainte de inițierea KD au caracterizat BD. Înregistrări alimentare în timpul intervenției coincidente cu cea mai robustă cetoză caracterizată prin KD. Analiza componentelor principale a identificat alimentele afiliate BD și KD. Modificarea medie a consumului de alimente și nutrienți a fost testată de testul Kruskal - Wallis pentru varianță cu semnificația stabilită la P ≤ 0,025.

Rezultate

Introducere

Dieta ketogenică (KD) este o dietă foarte bogată în grăsimi, cu conținut scăzut de carbohidrați, care restricționează carbohidrații la ≤ 10% din energia consumată, net diferită de 50-65% din energia din carbohidrații din dieta tipică americană. Acest profil de macronutrienți promovează o schimbare sistemică de la metabolismul glucozei la conversia acizilor grași în corpuri cetonice ca substrat pentru energie. Cu o lungă istorie în tratamentul epilepsiei refractare din copilărie (1), KD a cunoscut recent o creștere a popularității de masă (2) ca dietă pentru pierderea în greutate (3), performanță atletică la sportivi competitivi (4) și perceput general sănătate (5). Utilizarea acestuia ca terapie potențială pentru multiple afecțiuni neurologice și metabolice a stârnit interesul cercetătorilor și clinicienilor deopotrivă (6-11). Publicația noastră recentă sugerează că KD este fezabilă și poate deține eficacitate terapeutică la o populație de pacienți cu boala Alzheimer (AD) (12).

În ultimul deceniu, au existat un număr tot mai mare de studii umane care implică KD; cu toate acestea, aceste studii s-au concentrat în general pe realizarea unui profil de macronutrienți ketogenici. Recent, experții în nutriție au pledat pentru aplicarea dietelor ketogene „sănătoase” sau „bine formulate” (8, 13). Până în prezent, studiile au descris bine principiile educației KD, planurile de masă și rezultatele asociate biomarkerului, dar de multe ori nu aveau rapoarte despre aportul alimentar efectiv (14-16). Măsurarea stării cetonice (de exemplu, concentrația de sânge sau urină) este un bun indicator al aderenței la KD prin definiție, dar acești markeri nu cunosc grupul alimentar KD și compoziția micronutrienților. Nu se cunoaște dacă pacienții respectă îndeaproape protocoalele dietetice „sănătoase”. În absența acestor informații importante, multe dintre comunitățile de sănătate și științifice rămân ezitante, considerând că KD este o abordare nutrițională irealizabilă sau doar pe termen scurt, fie din cauza preocupărilor de sănătate pe termen lung, fie a percepțiilor că KD este neplăcut și nu are varietate (17). ).

Scopul principal al acestui studiu a fost de a descrie principiile educației KD și a evalua modificările dietetice asociate cu aderarea KD de la Universitatea din Kansas Ketogenic Diet Retention and Feasibility Trial (KDRAFT), un studiu pentru a evalua fezabilitatea KD la pacienții cu AD ( 12).

Metode

Design de studiu

Am examinat diferența de aport dietetic între dieta inițială (BD) și intervenția KD dintr-un studiu clinic cu un singur braț (> NCT03690193) care a implicat pacienți diagnosticați cu AD.

Participanți

Cincisprezece adulți mai în vârstă întâlnesc McKhann și colab. criteriile (18) pentru AD au fost înscrise în studiu așa cum s-a descris anterior (12). Persoanele au fost eligibile pentru a participa la studiu dacă au avut o evaluare clinică a demenței (CDR) (19) de AD foarte ușoară (CDR 0,5), AD ușoară (CDR 1) sau AD moderată (CDR 2); a avut un partener de studiu activ; IMC ≥21 kg/m 2; electroliți normali și funcția ficatului; și vorbea engleză. Criteriile de excludere au inclus diabetul de tip 1, cancerul în curs sau recent, evenimentul cardiac din ultimul an sau alte riscuri medicale grave identificate de medicii de cercetare. Protocolul de studiu a fost aprobat de Institutional Review Board de la Universitatea din Kansas Medical Center. Consimțământul informat a fost obținut de la toți participanții la studiu și partenerii de studiu conform orientărilor instituționale.

Intervenție KD și consiliere

Un dietetician înregistrat (RD) i-a sfătuit pe partenerii de studiu ai fiecărui participant să asiste la implementarea unui KD auto-selectat, dens din punct de vedere nutrițional, la vizita de studiu de bază. Participanții au fost instruiți să consume 1: 1 KD (raportul lipidelor în grame față de nonlipidele în grame) sau mai bine, care era compus aproximativ din 70% grăsimi, 20% proteine ​​și ≤ 10% carbohidrați ca energie. Ecuația Mifflin-St Jeor (20) a fost utilizată pentru a estima necesitățile zilnice de energie și pentru a ținti doza de ulei cu lanț mediu TG (MCT) (Now Foods). Participanții au urmărit o doză MCT de 40% din aportul total țintit de grăsimi, începând de la 1 lingură/zi și adăugând ½ lingură săptămânal, până la atingerea dozei zilnice țintă sau a toleranței maxime. Suplimentele zilnice de multivitamine, vitamina D, calciu și fosfor au fost, de asemenea, furnizate pentru a atenua preocupările cu privire la potențialul deficit de micronutrienți. Un exemplu de 3-meniu KD a fost furnizat la începutul studiului ca un ajutor pentru inițierea KD. După inițierea KD, RD a efectuat apeluri telefonice săptămânale către partenerii de studiu pentru a încuraja conformitatea și a aborda întrebările legate de KD. Realizarea unui aport de macronutrienți care induce cetoza a fost obiectivul principal al sfatului nutrițional, totuși tabelul 1 descrie mesaje nutriționale cheie suplimentare care au fost discutate cu participanții.

TABELUL 1

Principiile educației dietetice ketrafice KDRAFT 1

ComponentGuidelines
Macronutrient
GrasConsumați ≥70% ca energie
Focus: ulei de măsline extravirgin, avocado, măsline, nuci și semințe
Moderat: unturi de nuci și semințe, unt, slănină
CarbohidrațiLimitați la ≤ 10% din energie
Legume și cantitate mică de fructe ca sursă primară
ProteinăNu trebuie să depășească 100 g pentru majoritatea persoanelor
Focus: pește gras, ouă, carne de pasăre de culoare închisă, carne roșie neprelucrată
Limită: carne procesată
Grupe alimentare
Ulei MCTSe titrează doza săptămânal cu 7,5 ml începând cu 15 ml/zi
Scopul inițial: 40% din energia totală sub formă de grăsime sau până la atingerea toleranței
Scop realizabil: 15-30 ml zilnic, după cum este tolerat
Cel mai bine tolerat în cafea și amestecat cu o sursă suplimentară de grăsime cu lanț lung
LegumeAport nelimitat de legume nonstarch
Eliminați legumele cu amidon
Utilizați aportul de legume ca o oportunitate pentru grăsimi suplimentare
FructeLimitați la ½ cană de fructe de padure pe zi
Aport nelimitat de avocado
LactatFolosiți smântână grea ca aditiv la cafea sau ceai
Se permit 1-2 porții de brânză plină de grăsimi
Limitați laptele sau iaurtul neîndulcit, cu conținut mare de grăsimi, la cel mult ½ cană/zi
CerealeEliminați cerealele rafinate și integrale
Înlocuiți florile de cereale cu făină de migdale sau nucă de cocos
Cantitatea mică de amidon rezistent poate ajuta la toleranța MCT
ÎndulcitorEliminați aportul de zahăr
Folosiți îndulcitori cu ușurință, în primul rând Stevia sau Truvia
ApăBeți zilnic ≥64 uncii de apă (1,89 L) de apă
General
SuplimentareMultivitamine, vitamina D, potasiu, fosfor (neincluse în această analiză)
Cetone urinareMăsurați și înregistrați cetone urinare zilnic
Dacă nu produceți cetone, reduceți carbohidrații și creșteți grăsimile

Aport alimentar

Starea cetonică

Starea cetonei a fost monitorizată prin intermediul a 2 metode de măsurare. În primul rând, participanții au monitorizat cetonele de urină în fiecare seară folosind benzi test de acetoacetat de urină (Ketostix, Bayer). Măsurătorile au fost înregistrate ca negative, urme (5-14,9 mg/dL), mici (15-39,9 mg/dL), moderate (40-79,9 mg/dL) sau mari (≥80 mg/dL) într-un jurnal furnizat. Starea cetonică zilnică a servit drept feedback imediat pentru a informa participanții cu privire la aderarea lor la KD. Starea negativă de urmărire a cetonei de urină a fost utilizată ca indicație pentru scăderea carbohidraților și creșterea aportului de grăsimi, după cum este necesar. În al doilea rând, BHB a fost colectat și măsurat după un post de 12 ore în decurs de 48 de ore de la ultima zi înregistrată în înregistrarea alimentelor 3-d pentru acel moment de studiu. Personalul de asistență medicală de la Unitatea de Științe Clinice și Translaționale KU a colectat probe de ser și BHB a fost analizat în Laboratorul Clinic al Spitalului KU.

Analiza componentelor principale

Am folosit pachetul statistic [psihic] scris pentru software-ul statistic R pentru a efectua analiza componentelor principale (PCA). Obiectul acestei analize a fost de a identifica un singur model dietetic caracterizat de grupuri de alimente cu cea mai mare variabilitate a aportului între BD și KD. Pentru a face acest lucru, rezultatul sistemului de date nutriționale pentru cercetare a variabilelor grupului alimentar a fost consolidat în 33 de grupuri de alimente, centrate și standardizate și introdus în APC. Datele privind aportul alimentar de la toți participanții la ambele puncte de timp (BD și KD) au fost incluse împreună într-un singur PCA, rezultând un factor dietetic identificabil prin capetele opuse ale unui spectru. Produsele alimentare cu coeficienți de încărcare pozitivi mari au descris cel mai bine alimentele cu cea mai mare schimbare spre KD, în timp ce alimentele cu coeficienți de încărcare negativi mari au descris cel mai bine aportul de produse alimentare pe BD. Aderarea participanților la acest model dietetic a fost calculată pentru fiecare punct de timp prin înmulțirea aportului standardizat al fiecărui grup de alimente în acel moment de timp cu factorul său de încărcare respectiv și însumarea tuturor celor 33 de valori.

Analize statistice

MASA 2

Caracteristicile participanților și aportul de alimente și substanțe nutritive fără DRIs 1

Per total (n = 6) Dieta inițială (n = 6) Dieta ketogenică (n = 6) P
Sex (F/M)3/3
Vârsta, y71,7 ± 8,5
Ser BHB, mmol/L 0,1 ± 0,00,8 ± 0,5 2
Fructe 0,8 ± 0,70,2 ± 0,40,10
Avocado 0,0 ± 0,00,4 ± 0,60,16
Legume nestarhiare 1,2 ± 0,94,3 ± 2,1 1 Valorile sunt mijloace ± SD dacă nu se indică altfel. Diferențele de grup au fost evaluate de testul Kruskal - Wallis pentru varianță. Semnificația a fost stabilită la P ≤ 0,025. Toate datele dietetice obținute prin înregistrarea alimentelor 3-d la fiecare moment. Pentru ambele diete, datele despre nutrienți au fost derivate numai de alimente. BHB, β-hidroxibutirat; DRI, aport dietetic de referință; MCT, TG cu lanț mediu.

Modelul dietetic PCA se distingea prin încărcăturile grupului alimentar de la capetele opuse ale spectrului modelului ( figura 1 ). Alimentele care s-au încărcat spre capătul pozitiv au caracterizat alimentele cu cea mai mare modificare a aportului către KD, alimentele care s-au încărcat în mijlocul cifrei au indicat alimente care s-au schimbat puțin de la BD la KD și alimentele care s-au încărcat spre capătul negativ au indicat alimente care erau consumate în mod obișnuit în BD, dar nu și în KD. Aderarea la KD a fost asociată cu aportul crescut de ulei MCT, legume nestarhiare, unt, ouă, ulei de măsline, carne vindecată, smântână, păsări de curte, avocado, nuci și semințe, precum și pește și fructe de mare proaspete. În plus, aderarea la KD a eliminat în esență consumul de cartofi, cereale, carne roșie, deserturi, alimente prăjite și băuturi îndulcite cu zahăr. Aderența individuală la tiparul de dietă PCA la ambele puncte de timp este prezentată în Figura 2 .

experimentală

Încărcările grupului alimentar pentru modelul dietetic de analiză a componentelor principale (n = 6). Coeficienții de încărcare a grupului alimentar rotat sunt reprezentați ca bare. Alimentele situate spre terminalul pozitiv al graficului sunt alimente care au avut cea mai mare creștere a consumului odată cu aderarea la KD. În schimb, alimentele localizate către terminalul negativ sunt alimentele care au fost cele mai asociate cu BD și au avut cea mai mare scădere a consumului cu aderarea la KD. BD, dieta inițială; KD, dietă ketogenică; MCT, TG cu lanț mediu; SS, îndulcit cu zahăr.

Modificarea individuală a aderării la tiparul de dietă PCA între dietele inițiale și cele ketogene. Liniile indică modificarea individuală a scorurilor de aderență a modelului de dietă PCA între diete (n = 6). Scorurile individuale sunt calculate prin înmulțirea scorului de încărcare a factorului PCA pentru fiecare grupă de alimente cu aportul standardizat al acelei alimente, apoi însumând produsele tuturor grupurilor de alimente. Scorurile negative indică un consum ridicat de alimente care nu sunt ketogenice. Scorurile pozitive indică un consum ridicat de alimente legate de dieta ketogenică. PCA, analiza componentelor principale.

Aportul zilnic de legume nestarhiare a crescut cu 3,1 porții pe KD (medie ± SD: 1,2 ± 0,9 comparativ cu 4,3 ± 2,1 porții). Porțiile de fructe pe KD au scăzut cu 0,6 porții (medie ± SD: 0,8 ± 0,7 comparativ cu 0,2 ± 0,4 porții), deși nesemnificativ. Porțiile de avocado au crescut nesemnificativ de la BD la KD (medie ± SD: 0,0 ± 0,0 comparativ cu 0,4 ± 0,6 porții). Luând în considerare aportul atât de fructe (inclusiv avocado), cât și de legume nestarhiare, aportul a crescut semnificativ de la BD la KD (medie ± SD: 2,0 ± 1,3 comparativ cu 5,0 ± 2,3 porții). Modificarea individuală a aportului de fructe și legume este prezentată în Figura 3 .

Modificarea individuală a aportului de fructe și legume între BD și KD. Liniile indică schimbarea individuală a grupului de alimente USDA standard care servește aportul între diete (n = 6). (A) Schimbarea aportului de legume nestarhice de la BD la KD. (B) Modificarea aportului de fructe (exclude avocado) de la BD la KD. Acest lucru a fost de interes datorită mesajului de a limita fructele la ½ cană de fructe de padure pe zi. (C) Schimbarea aportului de avocado de la BD la KD. Doi participanți au linii suprapuse, deoarece nu au consumat avocado în niciun moment. (D) Modificarea aportului total de fructe (include avocado) și a legumelor nestarhiare de la BD la KD. BD, dieta inițială; KD, dietă ketogenică.

Figura 4 descrie modificarea medie a aportului de substanțe nutritive cu valori stabilite ale ADR și AI. Ambele diete cu ADR sau AI pentru acidul α-linolenic, fier, niacină, acid pantotenic, fosfor, riboflavină, seleniu, vitamina B-12, vitamina B-6 și zinc. KD a îndeplinit, de asemenea, ADR sau AI pentru colină, vitamina A, vitamina C și vitamina K. KD nu a reușit să îndeplinească ADR sau AI pentru calciu, folat, magneziu, mangan, potasiu, tiamină, vitamina D și vitamina E. La KD, aportul de fibre a fost semnificativ mai mic (P = 0,025), în timp ce aporturile de vitamina K (P = 0,025) și colină (P = 0,01) au crescut semnificativ.

Comparația aportului mediu de nutrienți cu valorile DRI pe dietele inițiale și ketogene. Nutrienții sunt ADR-uri, cu excepția cazului în care sunt menționați ca AI. Aportul este prezentat ca procent din DRI specificat. Diferențele medii au fost testate prin testul Kruskal - Wallis pentru varianță. n = 6. *, ** Modificare semnificativă a aportului: * P AD Boala Alzheimer AI Admiterea adecvată BD dietă inițială BHB β-hidroxibutirat CDR rating demență clinică EAR Cerință medie estimată KD dietă ketogenică MCT lanț mediu TG PCA analiza componentelor principale RD dietetician înregistrat