Ketometr

Zastosowanie diety ketogennej w redukcji masy ciała

Zastosowanie diety ketogennej w redukcji masy ciała

Nadwaga i otyłość osiągają rozmiary epidemii i są silnymi czynnikami ryzyka wielu zaburzeń sercowo-naczyniowych i metabolicznych, takich jak nadciśnienie, cukrzyca typu 2, miażdżyca tętnic, a także niektóre rodzaje nowotworów. Predyspozycje genetyczne w połączeniu z brakiem aktywności i wysokim spożyciem kalorii prowadzą do nadmiernego przyrostu masy ciała. Istnieje zgoda co do koncepcji, że zmiana nawyków żywieniowych i aktywność fizyczna są niezbędne do promowania zdrowia i kontroli masy ciała. Jednak idealna dieta oraz ilość i rodzaj ćwiczeń, są nadal przedmiotami dyskusji.

Przez wiele lat badania w zakresie żywienia koncentrowały się na redukcji spożycia tłuszczu w diecie. Podejście takie daje jednak często niewielkie efekty w perspektywie długoterminowej. Jedną z najlepiej przebadanych w ostatnich latach strategii odchudzania jest dieta ketogeniczna (KD). Badania wykazały, że tego typu plan żywieniowy ma solidne podstawy fizjologiczne i biochemiczne, a co za tym idzie jest w stanie wywołać skuteczną utratę masy ciała [1].

Poniższy przegląd przedstawia fizjologiczne podstawy diet ketogenicznych i uzasadnienie ich stosowania w przypadku nadwagi. Omawia także mocne i słabe strony tych diet wraz z uwagami, które należy stosować podczas jej stosowania.

Fizjologiczne podstawy diet ketogenicznych

Węglowodany są głównym źródłem produkcji energii człowieka. Kiedy organizm jest pozbawiony węglowodanów zmniejsza się wydzielanie insuliny, a ciało przechodzi w stan kataboliczny. Prowadzi to do wyczerpania zapasów glikogenu i aktywacji dwóch procesów metabolicznych: glukoneogenezy i ketogenezy [2].

Dieta ketogeniczna (KD) to podejście żywieniowe składające się z wysokiej zawartości tłuszczu z odpowiednią ilością białka oraz minimalnym poziomem węglowodanów dla potrzeb metabolicznych. W ten sposób organizm zmuszany jest do wykorzystywania przede wszystkim tłuszczu jako źródła energii poprzez wytwarzanie ciał ketonowych. Termin „ciała ketonowe” odnosi się do trzech związków: acetooctanu (AcAc), 3 – hydroksymaślanu (3HB) i acetonu. Poziom ciał ketonowych zależy zarówno od szybkości ich produkcji (ketogenezy), jak i od stopnia ich wykorzystania (ketolizy). AcAc i 3HB są dwoma głównymi ciałami ketonowymi wytwarzanymi i wykorzystywanymi jako paliwo w warunkach niskowęglowodanowych [3]. 

W normalnych warunkach bez diety poziomy krążących ketonów są niskie (poniżej 0,3 mmol/l). W zależności od stopnia ograniczenia węglowodanów lub całkowitej energii, KD może podnieść poziom krążących ketonów w zakresie 0,5–3 mmol/l [4, 5]. Ketoza jest stosunkowo łagodnym stanem, którego nie należy mylić z kwasicą ketonową, która jest stanem patologicznym obserwowanym w różnych stanach chorobowych np. cukrzycy, gdzie obserwuje się dużo wyższe poziomy ciał ketonowych.

Kiedy mówimy o diecie ketogenicznej?

W literaturze naukowej nie ma jednoznacznej definicji „diety niskowęglowodanowej”. Chociaż obecnie nie ma zgody co do ilości ograniczeń węglowodanów wymaganych do wywołania ketozy, termin „dieta ketogeniczna” jest często ograniczony do diet zawierających od 20 do 50 g węglowodanów dziennie [6-8]. Istnieją jednak badania, które dowodzą, że zarówno zmniejszona jak i zwiększona ilość węglowodanów może mieć różne przełożenie na ketozę organizmu [9-13]. 

Ponieważ dieta z ograniczoną zawartością węglowodanów zwykle zawiera względnie zwiększoną proporcję innych makroskładników, takie diety określane są również jako „wysokobiałkowe”. Jednak dieta o niskiej zawartości węglowodanów niekoniecznie musi zawierać dużo białka, proporcje zależne są od poziomu ograniczenia kalorii i źródeł pochodzenia żywności. 

Należy zwrócić uwagę, że nie wszystkie diety o niskiej zawartości węglowodanów są ketogenne. Skład makroskładników odżywczych w diecie jest również ważnym wyznacznikiem ketozy. Diety o niskiej zawartości węglowodanów, a wysokiej zawartości białka, nie mogą powodować ketozy, ponieważ ze 100 g białka dietetycznego można wytworzyć nawet 57 g glukozy [14].

Czy dieta ketogeniczna działa?

Nie ma wątpliwości, że istnieją mocne dowody potwierdzające, że stosowanie diet ketogennych w terapii odchudzającej jest skuteczne [15], jednak mechanizmy leżące u podstaw wpływu KD na redukcję masy ciała są nadal przedmiotem dyskusji. Według dostępnej literatury można zaproponować następujące mechanizmy utraty masy ciała:
a) wpływ na apetyt – wykorzystanie efektu sytości białek [16, 17], wpływ na hormony kontroli apetytu [18] i bezpośrednie działanie ciał ketonowych hamujących apetyt [19];
b) zmniejszenie lipogenezy (produkcji tłuszczów) i wzrost lipolizy (rozkładu tłuszczów) [20,21];
c) zwiększenie wydajności metabolicznej organizmu podczas spożywania tłuszczów [22, 23, 24];

Oprócz powyższych mechanizmów istnieją inne również poboczne czynniki wpływające na spadek masy ciała: ograniczenie spożywanych produktów [25, 26] oraz mniejsza różnorodność smaku potraw o niskiej zawartości węglowodanów [27]. Dotyczą one jednak nie tylko diety ketogenicznej, lecz ogólnie diet niskowęglowodanowych.

Istnieje wiele badań porównujących dietę ketogeniczną z dietą niskotłuszczową. W większości badań czas trwania diety wynosił około 6 miesięcy. Zwykle stwierdzano większą utratę masy ciała na diecie ketogenicznej. W badaniach oceniających dietę stosowaną przez 12 miesięcy nie obserwowano już różnic między powyższymi dietami.

Sugeruje się, że dieta ketogenna oprócz utarty tłuszczu i masy ciała powoduje także inne korzystne skutki. Na przykład Davidson i wsp. [28] zasugerowali, że ketony mogą chronić przed zaburzeniami poznawczymi (ospałość, apatia itp.) spowodowanymi przyrostem masy ciała i otyłością. Istnieją pewne dowody na to, że diety ketogenne mogą pozytywnie wpływać na nastrój u osób z nadwagą [29, 30]. Nawet jeśli w bardzo wczesnej fazie diety ketogenicznej (pierwsze 4 lub 5 dni) pacjenci mogą czasem narzekać na spadek nastroju, efekt ten szybko mija, a następnie pacjenci zgłaszają poprawę [29, 30].

Bezpieczeństwo diety ketogenicznej

Ocena wpływ diety ketogenicznej na zdrowie, jest przedmiotem ciągłej dyskusji. Z jednej strony sugerowany jest możliwy szkodliwy wpływ diety niskowęglowodanowej, wysokobiałkowej na zdrowie [31]. Z drugiej strony, przeprowadzone badanie wykazało, że wzrost zawartości białka i obniżenie indeksu glikemicznego podczas diety ketogenicznej doprowadziły do lepszego utrzymania utraty wagi bez różnic w odniesieniu do działań niepożądanych [32]. 

Istniejące sprzeczne dowody w tej sprawie dotyczą złożonych interakcji między dietami o niskiej zawartości węglowodanów, a długoterminowymi wynikami. Ponadto należy ponownie podkreślić, że dieta ketogeniczna nie jest z założenia dietą wysokobiałkową. KD jest głównie dietą o bardzo niskiej zawartości węglowodanów z normalną ilością białka, która wytwarza szczególny stan metaboliczny. 

Podczas dyskusji na temat KD często główny problem dotyczy lipidów we krwi. W powszechnej opinii diety niskowęglowodanowe, wysokobiałkowe i tłuszczowe są potencjalnie niezdrowa, ponieważ mogą powodować wzrost poziomu cholesterolu. Kwestia ta ma szczególne znaczenie u osób otyłych. Niemniej jednak istnieje kilka dowodów wskazujących na korzystny wpływ KD na czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego. Większość ostatnich badań pokazuje, że redukcja węglowodanów może prowadzić do zmniejszenia całkowitego cholesterolu, wzrostu HDL i obniżenia poziomów trójglicerydów we krwi [33, 34]. 

Diety ketogeniczna może negatywnie wpływać na funkcjonowanie nerek i układ kostny [35, 36]. Do skutków ubocznych możemy zaliczyć także: zaparcia, ból głowy, nieprzyjemny oddech, skurcze mięśni, biegunkę, ogólne osłabienie i wysypkę [37]. Odpowiednie skomponowanie diety oraz suplementacja mogą jednak zminimalizować możliwe negatywne efekty stosowania KD.

Monitorowanie stanu ketogennego

Podczas diety ketogenicznej ważne jest częste monitorowanie stężenia ketonów w organizmie w celu zapewnienia trwałości stanu ketogennego. Obecnie odbywa się to głównie poprzez pomiar ketonów w moczu lub krwi [38]. Badanie stężenia ketonów we krwi jest najdokładniejsze, ale drogie i inwazyjne. Badanie moczu, choć mniej inwazyjne, może dawać nieprecyzyjny wynik. Mają na to wpływ takie czynniki jak nawodnienie pacjentów czy równowaga kwasowo-zasadowa organizmu [39]. 
W prowadzonych badaniach odnotowano silne różnice międzyosobnicze w profilach ketogennych w tych samych warunkach żywieniowych [38, 40, 41]. Wskazuje to na potrzebę częstego i indywidualnego monitorowania pacjenta w celu uzyskania spersonalizowanych informacji zwrotnych o poziomie ketozy.
Obiecującą alternatywą, z uwagi na nieinwazyjność i łatwość wykonania badania, jest pomiar poziomu acetonu w wydychanym powietrzu [40]. Przeprowadzone badania potwierdzają dobrą korelację między poziomem wydychanego acetonu a poziomem ketonów w surowicy i moczu [38, 40, 41]. Wykazano również, że stężenie acetonu w wydychanym powietrzu koreluje ze stopniem utraty tłuszczu u zdrowych osób i może być wykorzystane do kontroli tempa jego utraty [41]. 
Należy jednak pamiętać, że na pomiar stężenia acetonu w wydychanym powietrzu również mogą wpływać inne czynniki, jak np. skład pokarmów, ograniczenie kalorii, wysiłek fizyczny, parametry płucne.

Podsumowanie

Prawidłowo zrozumiana dieta ketogeniczna może być przydatnym narzędziem w leczeniu otyłości. Należy zwrócić szczególną uwagę na kontrolę stanu organizmu podczas stosowania diety. Fazę przejścia od diety ketogenicznej do normalnej powinna być stopniowa i odpowiednio monitorowana. Czas trwania diety może wahać się od 2-3 tygodni do wielu miesięcy.

Podczas diety ketogenicznej ważne jest częste monitorowanie stężenia ketonów w organizmie. Analiza poziomu acetonu w wydychanym powietrzu wydaje się korzystniejsza w porównaniu do badania moczu i krwi, ponieważ jest nieinwazyjna i może być często przeprowadzana z minimalnym dyskomfortem dla pacjentów. Jako wskaźnik ketozy u osób stosujących dietę ketogenną pomiar acetonu w wydychanym powietrzu może być przydatny do zrozumienia mechanizmu działania diety, zwiększenia jej skuteczności i poprawy monitorowania pacjenta.

Autor: Piotr Kośliński, Monika Ameryk

  

  

Bibliografia:

  1. 1. Antonio Paoli, Ketogenic Diet for Obesity: Friend or Foe? nt. J. Environ. Res. Public Health 2014, 11, 2092-2107
  2. 2. Massimiliano Sansone, Andrea Sansone, Paolo Borrione, Francesco Romanelli, Luigi Di Luigi, Paolo Sgro, Effects of Ketone Bodies on Endurance Exercise, Current Sports Medicine Reports, Volume 17 & Number 12
  3. 3. Priya Sumithran , Joseph Proietto Ketogenic Diets for Weight Loss: A Review of Their Principles, Safety and Efficacy, Obesity Research & Clinical Practice, Volume 2, Issue 1, , Pages 1-13
  4. 4. 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 Leukot. Essent. Fatty Acids 2004, 70, 309–319.
  5. 5. Leino, R.L.; Gerhart, D.Z.; Duelli, R.; Enerson, B.E.; Drewes, L.R. Diet-induced ketosis increases monocarboxylate transporter (MCT1) levels in rat brain. Neurochem. Int. 2001, 38, 519–527.
  6. 6. A. Adam-Perrot, P. Clifton, F. Brouns, Low-carbohydrate diets: nutritional and physiological aspects, Obes Rev, 7 (2006), pp. 49-58
  7. 7. G.A. Bray, Low-carbohydrate diets and realities of weight loss, JAMA, 289 (2003), pp. 1853-1855.
  8. 8. O.E. Owen, G.A. Reichard Jr., Human forearm metabolism during progressive starvation, J Clin Invest, 50 (1971), pp. 1536-1545
  9. 9. B.J. Brehm, S.E. Spang, B.L. Lattin, R.J. Seeley, S.R. Daniels, D.A. D’Alessio, The role of energy expenditure in the differential weight loss in obese women on low-fat and low-carbohydrate diets, J Clin Endocrinol Metab, 90 (2005), pp. 1475-1482
  10. 10. M.D. Coleman, S.M. Nickols-Richardson, Urinary ketones reflect serum ketone concentration but do not relate to weight loss in overweight premenopausal women following a low-carbohydrate/high-protein diet, J Am Diet Assoc, 105 (2005), pp. 608-611
  11. 11. G.D. Foster, T.A. Wadden, F.J. Peterson, K.A. Letizia, S.J. Bartlett, A.M. Conill, A controlled comparison of three very-low-calorie diets: effects on weight, body composition, and symptoms, Am J Clin Nutr, 55 (1992), pp. 811-817
  12. 12. S.B. Lewis, J.D. Wallin, J.P. Kane, J.E. Gerich, Effect of diet composition on metabolic adaptations to hypocaloric nutrition: comparison of high carbohydrate and high fat isocaloric diets, Am J Clin Nutr, 30 (1977), pp. 160-170.
  13. 13. W.S. Yancy Jr., M.K. Olsen, J.R. Guyton, R.P. Bakst, E.C. Westman, A low-carbohydrate, ketogenic diet versus a low-fat diet to treat obesity and hyperlipidemia: a randomized, controlled trial, Ann Intern Med, 140 (2004), pp. 769-777
  14. 14. R. L. Jungas, M. L. Halperin, J. T. Brosnan Quantitative analysis of amino acid oxidation and related gluconeogenesis in humans. Chemistry, Medicine
  15. 15. Bueno, N.B.; de Melo, I.S.; de Oliveira, S.L.; da Rocha Ataide, T. Very-low-carbohydrate ketogenic diet v. Low-fat diet for long-term weight loss: A meta-analysis of randomised controlled trials. Br. J. Nutr. 2013, 110, 1178–1187
  16. 16. Westerterp-Plantenga, M.S.; Nieuwenhuizen, A.; Tome, D.; Soenen, S.; Westerterp, K.R. Dietary protein, weight loss, and weight maintenance. Annu. Rev. Nutr. 2009, 29, 21–41.
  17. 17. Veldhorst, M.; Smeets, A.; Soenen, S.; Hochstenbach-Waelen, A.; Hursel, R.; Diepvens, K.; Lejeune, M.; Luscombe-Marsh, N.; Westerterp-Plantenga, M. Protein-induced satiety: Effects and mechanisms of different proteins. Physiol. Behav. 2008, 94, 300–307
  18. 18. Sumithran, P.; Prendergast, L.A.; Delbridge, E.; Purcell, K.; Shulkes, A.; Kriketos, A.; Proietto, J. Ketosis and appetite-mediating nutrients and hormones after weight loss. Eur. J. Clin. Nutr. 2013, 67, 759–764.
  19. 19. Johnstone, A.M.; Horgan, G.W.; Murison, S.D.; Bremner, D.M.; Lobley, G.E. Effects of a high-protein ketogenic diet on hunger, appetite, and weight loss in obese men feeding ad libitum. Amer. J. Clin. Nutr. 2008, 87, 44–55.
  20. 20. Veldhorst, M.A.; Westerterp-Plantenga, M.S.; Westerterp, K.R. Gluconeogenesis and energy expenditure after a high-protein, carbohydrate-free diet. Amer. J. Clin. Nutr. 2009, 90, 519–526
  21. 21. Cahill, G.F., Jr. Fuel metabolism in starvation. Annu. Rev. Nutr. 2006, 26, 1–22.
  22. 22. Paoli, A.; Grimaldi, K.; Bianco, A.; Lodi, A.; Cenci, L.; Parmagnani, A. Medium term effects of a ketogenic diet and a mediterranean diet on resting energy expenditure and respiratory ratio. BMC Proc. 2012, 6, doi:10.1186/1753-6561-6-S3-P37.
  23. 23. Paoli, A.; Cenci, L.; Fancelli, M.; Parmagnani, A.; Fratter, A.; Cucchi, A.; Bianco, A. Ketogenic diet and phytoextracts comparison of the efficacy of mediterranean, zone and tisanoreica diet on some health risk factors. Agro Food Ind. Hi-Tech 2010, 21, 24–29.
  24. 24. Tagliabue, A.; Bertoli, S.; Trentani, C.; Borrelli, P.; Veggiotti, P. Effects of the ketogenic diet on nutritional status, resting energy expenditure, and substrate oxidation in patients with medically refractory epilepsy: A 6-month prospective observational study. Clin. Nutr. 2012, 31, 246–249
  25. 25. A. Astrup, T. Meinert Larsen, A. Harper, Atkins and other low-carbohydrate diets: hoax or an effective tool for weight loss? Lancet, 364 (2004), pp. 897-899
  26. 26. B.J. Brehm, R.J. Seeley, S.R. Daniels, D.A. D’Alessio, A randomized trial comparing a very low carbohydrate diet and a calorie-restricted low-fat diet on body weight and cardiovascular risk factors in healthy women, J Clin Endocrinol Metab, 88 (2003), pp. 1617-1623
  27. 27. C. Erlanson-Albertsson, J. Mei. The effect of low carbohydrate on energy metabolism, Int J Obes (Lond), 29 (Suppl. 2) (2005), pp. S26-S30
  28. 28. Davidson, T.L.; Hargrave, S.L.; Swithers, S.E.; Sample, C.H.; Fu, X.; Kinzig, K.P.; Zheng, W. Inter-relationships among diet, obesity and hippocampal-dependent cognitive function. Neuroscience 2013, 253, 110–122.
  29. 29. Brinkworth, G.D.; Noakes, M.; Clifton, P.M.; Buckley, J.D. Effects of a low carbohydrate weight loss diet on exercise capacity and tolerance in obese subjects. Obesity 2009, 17, 1916–1923.
  30. 30. Yancy, W.S., Jr.; Almirall, D.; Maciejewski, M.L.; Kolotkin, R.L.; McDuffie, J.R.; Westman, E.C. Effects of two weight-loss diets on health-related quality of life. Qual. Life Res. 2009, 18, 281–289.
  31. 31. Paoli, A.; Canato, M.; Toniolo, L.; Bargossi, A.M.; Neri, M.; Mediati, M.; Alesso, D.; Sanna, G.; Grimaldi, K.A.; Fazzari, A.L.; et al. The ketogenic diet: An underappreciated therapeutic option? Clin. Ter. 2011, 162, 145–153. 81
  32. 32. Larsen, T.M.; Dalskov, S.M.; van Baak, M.; Jebb, S.A.; Papadaki, A.; Pfeiffer, A.F.; Martinez, J.A.; Handjieva-Darlenska, T.; Kunesova, M.; Pihlsgard, M.; et al. Diets with high or low protein content and glycemic index for weight-loss maintenance. N. Engl. J. Med. 2010, 363, 2102–2113.
  33. 33. Paoli, A.; Rubini, A.; Volek, J.S.; Grimaldi, K.A. Beyond weight loss: A review of the therapeutic uses of very-low-carbohydrate (ketogenic) diets. Eur. J. Clin. Nutr. 2013, 67, 789–796.
  34. 34. Bueno, N.B.; de Melo, I.S.; de Oliveira, S.L.; da Rocha Ataide, T. Very-low-carbohydrate ketogenic diet v. Low-fat diet for long-term weight loss: A meta-analysis of randomised controlled trials. Br. J. Nutr. 2013, 110, 1178–1187.
  35. 35. M.A. Denke Metabolic effects of high-protein, low-carbohydrate diets, Am J Cardiol, 88 (2001), pp. 59-61
  36. 36. S.T. Reddy, C.-Y. Wang, K. Sakhaee, L. Brinkley, C.Y.C. Pak, Effect of low-carbohydrate high-protein diets on acid-base balance, stone-forming propensity, and calcium metabolism, Am J Kidney Dis, 40 (2002), pp. 265-274.
  37. 37. W.S. Yancy Jr., M.K. Olsen, J.R. Guyton, R.P. Bakst, E.C. Westman, A low-carbohydrate, ketogenic diet versus a low-fat diet to treat obesity and hyperlipidemia: a randomized, controlled trial, Ann Intern Med, 140 (2004), pp. 769-777.
  38. 38. Musa-Veloso, K.; Likhodii, S.S.; Cunnane, S.C. Breath acetone is a reliable indicator of ketosis in adults consumingketogenicmeals. Am. J.Clin. Nutr. 2002,76,65–70
  39. 39. Freund, G. The calorie deficiency hypothesis of ketogenesis tested in man. Metabolism 1965, 14, 985–990.
  40. 40. Spanel, P.; Dryahina, K.; Rejskova, A.; Chippendale, T.W.E.; Smith, D. Breath acetone concentration; biological variability and the influence of diet. Physiol. Meas. 2011,32, N23–N31.
  41. 41. Anderson, J.C. Measuring breath acetone for monitoring fat loss: Review. Obesity 2015, 23, 2327–2334

Tags: redukcja masy ciała, czy dieta ketogeniczna działa, dieta ketogeniczna czy działa, czy dieta ketogeniczna jest skuteczna, czy dieta ketogeniczna działa, działanie diety ketogenicznej, dieta ketogeniczna czy działa, czy dieta ketogeniczna jest skuteczna, efekty diety ketogenicznej forum, mechanizm działania diety ketogenicznej

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *