救您一命的飲食法—生酮飲食的妙用
---少吃澱粉和糖，比少吃油更重要---
REVIEW
Beyond weight loss: a review of the therapeutic uses
of very-low-carbohydrate (ketogenic) diets
A Paoli1, A Rubini1, JS Volek2 and KA Grimaldi3
European Journal of Clinical Nutrition (2013) 67, 789–796
& 2013 Macmillan Publishers Limited All rights reserved 0954-3007/13
除了減肥之外:一篇關於極低碳水化合物（生酮）飲食治療用途報告
自1920年開始極低碳水化合物飲食(生酮飲食)在某些情況下，用作治療癲癇，完全除去藥物的需要。從1960年起，他們已廣泛的用於肥胖治療中，是最常用的方法之一。在近代研究資料，生酮飲食在許多病理情況下，顯示改善與治療潛力的證據，如糖尿病，多囊卵巢綜合徵，痤瘡，神經系統疾病，癌症，呼吸系統和心血管疾病，改變食物攝取可以降低或消除藥物。這次審查重溫生理性酮症的意義，和生酮飲食對不同疾病的治療機轉。本次重審一般對生酮飲食的懷疑，降低不必要的障礙，改變以它們作為治療工具的負面看法。
介紹
近年來，在文獻中已經積累越來越多的證據，表明非常低碳水化合物飲食生酮（VLCKD）可能在許多疾病有治療作用。
而在治療癲癇的用途，VLCKD已經建立了幾十年，並且這些飲食變得更加廣泛地被認識，如它們最近變得普遍，在70年代被用來進行減肥，尤其是作為“‘Atkins Diet’。在其他疾病的治療用途中，生酮飲食已經研究出成果，它是一個研究的重要方向，因為，很明顯的，如果營養干預可減少藥物治療的依賴，可以從經濟層面帶來顯著的好處。對社會的角度來看，花在藥物的費用目前是每年$7,500億美金。生酮飲食的特徵在於碳水化合物的量減少（通常小於50克/天）和蛋白質和脂肪的比例相對增加。關於經典生酮飲食的代謝作用的知識，發源於1960年，Cahill和同事的開創性工作。從臨床的角度來看，這些飲食的重要性可以追溯到早於1920年，當他們開始被成功地應用於epilepsy癲癇。甚至聖經中有關於治愈癲癇的故事（新約馬太福音17：14-21）。有關正確的營養對健康狀況和疾病預防的影響，除了有龐大的數據外（由世界各地的公共健康委員會提供各種營養準則），也有充分的證據來支持這一概念，一個低碳水化合物飲食可改善一些代謝的途徑，具有保健功效。“食物藥”是具有吸引力的一個概念，它是歷史悠久的，希望持續致力於探索VLCKD對人體代謝的影響。 我們將看看所有地方的生酮飲食，隨著證據已被建議作為具有潛在的臨床效用。
什麼是酮症(Ketosis)？
當能量的主要來源是碳水化合物食，胰島素將啟動儲存能量的關鍵酶，而在缺乏或甚至沒有碳水化合物時候，胰島素的分泌就降低，自然而然減少脂肪生成與堆積。燃燒脂肪產生能量，是透過形成OAA，代入檸檬酸循環中代謝而放出ATP，葡萄糖不夠，會用胺基酸來形成OAA，如果蛋白質吃得不夠，會消耗肌肉。
經過禁食幾天，或大量減少碳水化合物的攝取（低於50克/天），葡萄糖不足，無法形成OAA (oxaloacetate 草酰乙酸)去進行脂肪氧化(燃燒脂肪)這件事，也無法提葡萄糖給中樞神經系統（CNS）使用。
中樞神經系統不能使用脂肪作為能量來源 ; 因此它通常利用葡萄糖作為來源。經過3-4天無碳水化合物的消耗，中樞神經系統被'逼'到尋找其他替代能源，這是Cahill和同事實驗出的現象，這種替代能量來自生產過剩的acetyl-CoA衍生乙酰輔酶A。這種情況出現在長時間禁食，第一型糖尿病和高脂肪/低碳水化合物飲食，導致酮體（KBs ketone bodies）產生高於正常值。 即，acetoactate (乙酰乙酸酯)，β-hydroxybutyric acid (乙羥基丁酸)和 acetone (丙酮)，該方法主要發生在肝臟的粒線體，稱為生酮作用。
在肝臟中產生的主要的KB主要是acetoactate (乙酰乙酸酯)，但循環中主要是β-hydroxybutyric acid (乙羥基丁酸)，但後者，嚴格地說，不是一個KB，因為酮部分已被還原為羥基基團。
在碳水化合物正常攝取下的膳食，生產游離的acetoactate (乙酰乙酸酯)是可以忽略，它迅速被各種組織代謝，尤其是骨骼和心臟肌肉。
但在acetoactate (乙酰乙酸酯)生產過剩的條件下(酮症)，它積累高於正常值，而部分被轉換為其他兩個KB，造成酮血症和酮尿（KBs存在於血液和尿中）。 酮症“甜”氣味的特徵，是由丙酮引起的，是一個非常揮發性化合物，主要經由呼吸在肺中被消除。
這情形也會造成acetyl-CoA 形成3-hydoxy-3-methylglutaryl-CoA(3-羥基-3-甲基戊二酰-CoA)，這相同的事也發生在肝細胞的細胞質中，但是用於膽固醇的合成。
在正常情況下，KB的濃度（<0.3mmol/L）與葡萄糖（4 mmol/L）相比較是非常低，葡萄糖和KB 對運送蛋白質的親和力很接近，當KBs達到約4 mmol/L 的濃度，KBs 被用送到大腦，開始用KBs作為中樞神經系統的能量來源。
KBs作為組織運作的能量的來源，通過一個途徑，用β-hydroxybutyric acid (乙羥基丁酸)形成兩個分子的acetyl-CoA，acetyl-CoA 最終在檸檬酸循環重 被用來產生能量。 有趣的是，與葡萄糖相比，KB能夠產生更多的ATP(能量)。
酮症的β-hydroxybutyric acid (乙羥基丁酸)增加ATP水解的產能。
另一點要強調的是，如表1所示，即使血糖減少了， 因為葡萄糖有其它兩個來源：從氨基酸進行糖質新生，和從三酸甘油酯裂解產生的甘油來形成萄萄糖，因此葡萄糖濃度雖降低，仍能維持生理水平。
我們想強調的是，酮症完全是一種生理機制，生物化學家 Hans Krebs 是第一個提到這種生理酮症的人，不同於病理性酮酸中毒(見於第一型糖尿病)。 在生理性酮症（非常低碳水化合物，生酮飲食），酮血症最高達到7/8 mmol/L(它不會更高，正是因為神經中樞 CNS會有效地使用這些KBs做能量來源來代替葡萄糖），血液pH值沒有變化。未控制的糖尿病酮酸中毒，酮血濃度可以超過20 mmol/L ，並會降低血液pH值（表1）。
表一 在正常飲食的血液濃度，生酮飲食，糖尿病酮症酸中毒
血液水平
正常飲食
生酮飲食
糖尿病患者酮症酸中毒
葡萄糖(mg/dl)
80-120
65-80
>300
胰島素
(μu/l)
6-23
6.6-9.4
=0
Kb
0.1
7/8
>25
酸鹼值
7.4
7.4
<7.3
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