JACC|酮體有益心血管健康,“生酮飲食”又火了

酮體是肝臟產(chǎn)生的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物,肝臟中的脂肪酸氧化分解產(chǎn)生的中間產(chǎn)物乙酰乙酸、β-羥基丁酸及丙酮三者統(tǒng)稱為酮體(圖1)[1]。其實(shí)目前減肥比較火的生酮減肥法就跟酮體的代謝有關(guān)。

在長(zhǎng)時(shí)間禁食、嚴(yán)重限制碳水化合物或劇烈運(yùn)動(dòng)后,酮體可以為身體提供能量。在這些極端條件下,肝臟每天產(chǎn)生多達(dá)300克的酮體,約占總能量消耗的5%到20%[2]。
生酮減肥法主要就是依靠生酮飲食,這是一種高脂肪、適量蛋白質(zhì)和低碳水化合物飲食,強(qiáng)迫人體燃燒脂肪而非碳水化合物,模擬饑餓狀態(tài),肝臟便會(huì)將脂肪轉(zhuǎn)換為脂肪酸和酮體。但是,酮體是酸性的代謝物,生酮狀態(tài)往往會(huì)伴隨著酮癥酸中毒。因此使用生酮飲食需要注意掌握程度,最好能咨詢營(yíng)養(yǎng)醫(yī)療專家,制定合理的計(jì)劃。
由于與糖尿病酮癥酸中毒有關(guān),因此酮體在臨床上名聲不好。然而,已有實(shí)驗(yàn)和臨床研究證據(jù)揭示了其在心血管疾病中具有保護(hù)作用。實(shí)際上,乳酸、酮體和氨基酸也可以促進(jìn)心臟的氧化代謝,只不過(guò)它們的相對(duì)貢獻(xiàn)受到低利用率的限制。
大多數(shù)證據(jù)表明,脂肪酸利用能力的下降會(huì)導(dǎo)致心肌能量匱乏,從而引發(fā)心力衰竭[3]。有趣的是,在脂肪酸氧化減少的情況下,衰竭的心臟似乎會(huì)應(yīng)激性調(diào)整新陳代謝,增加酮體作為燃料來(lái)源[4,5]。

補(bǔ)充酮體是否可以緩解心力衰竭呢?
通過(guò)愛(ài)思唯爾旗下全醫(yī)學(xué)信息平臺(tái)ClinicalKey的檢索,著名期刊JACC (Journal of the American College of Cardiology)中的論文《Therapeutic Potential of Ketone Bodies for Patients with Cardiovascular Disease》回答了這個(gè)問(wèn)題。
表1列出了利用補(bǔ)充酮體治療心血管疾病或相關(guān)疾病的臨床試驗(yàn)及其結(jié)果。大部分試驗(yàn)中,攝取酮的外源性來(lái)源,例如酮鹽(KS)或酮酯(KE)能降低血糖,增加游離脂肪酸和甘油三酯的水平,有利于心血管疾病。

酮體除了對(duì)心臟能量的影響外,還發(fā)現(xiàn)了多種功效,如圖2,酮體可改善內(nèi)皮功能、減輕氧化應(yīng)激、改善線粒體功能、發(fā)揮抗炎作用并減輕心臟重塑。對(duì)體重、血壓、血糖和脂質(zhì)分布狀況的其他全身性作用也可能使心血管疾病患者受益。

以上的結(jié)論都表明,酮體對(duì)心血管疾病患者的治療具有潛在的臨床應(yīng)用,需進(jìn)一步探索利用酮體治療的新方法。

如何補(bǔ)充酮體?
主要途徑有生酮飲食(如前文所述)、攝取酮前體,如1,3-丁二醇或中鏈甘油三酯(MCT),或者攝取酮的外源性來(lái)源,例如酮鹽(KS)或酮酯(KE)(圖3)。
圖3 ?補(bǔ)充酮體的途徑
鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑(SGLT2i)是刺激尿液葡萄糖排泄的藥物,由于其對(duì)患有或未患有糖尿病的心力衰竭患者的心血管具有一定的益處,最近受到了廣泛的關(guān)注[11]。
SGLT2i能降低胰島素水平并刺激脂肪分解,進(jìn)而推動(dòng)肝臟中酮的產(chǎn)生[12]。SGLT2i在非糖尿病的心力衰竭動(dòng)物模型中增加了酮體的水平,并伴有酮體氧化增強(qiáng)和心肌ATP正常化的心肌標(biāo)志物的增加[13 , 14]。先前的研究表明,酮體具有抗氧化活性和除心臟能量學(xué)以外的其他多效性作用[15 , 16]。因此,SGLT2i引起的輕度酮癥也可能通過(guò)多種機(jī)制使心力衰竭患者受益。
參考文獻(xiàn)
[1].Salva R. Yurista, Cher-Rin Chong, Juan J. Badimon, Daniel P. Kelly, Rudolf A. de Boer,?B. Daan Westenbrink.: Therapeutic Potential of Ketone Bodies for Patients With Cardiovascular Disease. JACC 2021; 77(13): pp. 1660-1669.
[2].Balasse E.O., Féry F.: Ketone body production and disposal: effects of fasting, diabetes, and exercise. Diabetes Metab Rev 1989; 5: pp. 247-270.
[3].?Epstein F.H., Kelly D.P., Strauss A.W.: Inherited cardiomyopathies. N Engl J Med 1994; 330: pp. 913-919.
[4].Horton J.L., Davidson M.T., Kurishima C., et. al.: The failing heart utilizes 3-hydroxybutyrate as a metabolic stress defense. JCI Insight 2019; 4:
[5].Bedi K.C., Snyder N.W., Brandimarto J., et. al.: Evidence for intramyocardial disruption of lipid metabolism and increased myocardial ketone utilization in advanced human heart failure. Circulation 2016; 133: pp. 706-716.
[6].Shaw D.M., Merien F., Braakhuis A., Plews D., Laursen P., Dulson D.K.: The effect of 1,3-butanediol on cycling time-trial performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2019; 29: pp. 466-473.
[7].Scott B.E., Laursen P.B., James L.J., et. al.: The effect of 1,3-butanediol and carbohydrate supplementation on running performance. J Sci Med Sport 2019; 22: pp. 702-706.
[8].?Abdul Kadir A., Clarke K., Evans R.D.: Cardiac ketone body metabolism. Biochim Biophys Acta - Mol Basis Dis 2020; 1866: pp. 165739.
[9].Stubbs B.J., Cox P.J., Kirk T., Evans R.D., Clarke K.: Gastrointestinal effects of exogenous ketone drinks are infrequent, mild, and vary according to ketone compound and dose. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2019; 29: pp. 596-603.
[10].Cox P.J., Kirk T., Ashmore T., et. al.: Nutritional ketosis alters fuel preference and thereby endurance performance in athletes. Cell Metab 2016; 24: pp. 256-268.
[11].Packer M., Anker S.D., Butler J., et. al.: Cardiovascular and renal outcomes with empagliflozin in heart failure. N Engl J Med 2020; 383: pp. 1413-1424.
[12].Bonner C., Kerr-Conte J., Gmyr V., et. al.: Inhibition of the glucose transporter SGLT2 with dapagliflozin in pancreatic alpha cells triggers glucagon secretion. Nat Med 2015; 21: pp. 512-517.
[13].Yurista S.R., Silljé H.H.W., Oberdorf-Maass S.U., et. al.: Sodium-glucose co-transporter 2 inhibition with empagliflozin improves cardiac function in non-diabetic rats with left ventricular dysfunction after myocardial infarction. Eur J Heart Fail 2019; 21: pp. 862-873.
[14].Santos-Gallego C.G., Requena-Ibanez J.A., San Antonio R., et. al.: Empagliflozin ameliorates adverse left ventricular remodeling in nondiabetic heart failure by enhancing myocardial energetics. J Am Coll Cardiol 2019; 73: pp. 1931-1944.
[15].Shimazu T., Hirschey M.D., Newman J., et. al.: Suppression of oxidative stress by β-hydroxybutyrate, an endogenous histone deacetylase inhibitor. Science 2013; 339: pp. 211-214.
[16].Youm Y.-H., Nguyen K.Y., Grant R.W., et. al.: The ketone metabolite β-hydroxybutyrate blocks NLRP3 inflammasome–mediated inflammatory disease. Nat Med 2015; 21: pp. 263-269.
END