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营养酮症与食欲的科学

2018年7月25日
2022年2月28日

现在我们知道为什么你可以通过减少饥饿感和渴望来减肥了

减肥和保持体重的挑战是令人生畏的,特别是如果你过去坐过饮食过山车的话。节食、锻炼和反复坚持纯粹的意志力通常只会让体重暂时减轻,随后又会反弹,挫折感也会越来越重。如果你觉得每当你计算和/或限制卡路里摄入量时,你的食欲就会开始逐渐攀升,你有意识地计算或限制卡路里摄入量的时间越长,你可能就会发现一些事情。我们的身体有一种天生的生存模式,当我们储存的能量储备(即身体脂肪)受到威胁时,它会启动来保持能量平衡。肥胖和代谢疾病之类的2型糖尿病,会扰乱人体用来调节食欲和能量平衡的这些自然信号,使减肥更加困难。在这里,我们探索了食欲背后的科学基础,调节我们如何体验饥饿的各种因素,以及这些信号对减肥的后续影响。我们也会看到a配方良好的生酮饮食(WFKD)影响食欲和多种机制,通过这种饮食方式可以帮助你减肥和保持健康减肥同时改善你的健康。

在过去的几十年里,对肥胖者进行的研究随机比较了极低碳水化合物饮食和高碳水化合物饮食,结果始终表明,低碳水化合物饮食与旨在诱导营养性酮症的低碳水化合物饮食相比,最初的体重和体脂损失更大(1)。但在几乎所有持续一年或更长时间的此类研究中,最初的体重减轻在6个月内停止,体重开始反弹。因此减少了碳水化合物限制饮食的一些优点。这种观察似乎是一种短暂的优势生酮饮食在2型糖尿病(T2D)患者的研究中最为普遍,这些患者被规定服用配制好的配方餐或全食物生酮饮食3-5个月,然后过渡到增加碳水化合物摄入量(2,3,4,5)。

不同饮食对食欲和体重的影响
表1。这4项研究的饮食特征,包括生酮饮食的持续时间

*12周的VLCD, 12周的LCD,然后12周的VLCD

**21-24个月每日千卡

非常低热量的饮食

我们观察到,大多数被指导吃配方良好的生酮饮食的人可以减掉大量的体重,同时减少饥饿感和渴望。换句话说,营养性酮症通过降低食欲和/或更好地获取身体脂肪储存来促进减肥。其他人将营养性酮症的这种影响归因于多种原因,从能量消耗增加(又名“代谢优势”)到高脂肪饮食中限制食物选择引起的厌恶或无聊。但或许还有更微妙的因素在起作用。图1所示。

生酮饮食减肥

在我们最近发表的Virta/IUH糖尿病逆转研究(6)的结果中,我们报告了T2D患者平均12个月体重减轻超过12%,体重减轻持续到8个月,然后持续到12个月,甚至没有体重反弹的趋势(图1)。此外,在本研究的第10周,患者报告的饥饿感比基线时要少(7)。但特别有趣的是这一结果是如何实现的——从第1天到第365天,这些患者被指示吃配方良好的生酮饮食直至饱腹。结果,在Virta远程持续护理治疗的支持下,我们的患者在10周后维持平均血酮0.6 mM,在12个月后维持0.4 mM。这意味着,这些显著而持久的减肥结果是在没有刻意限制卡路里或抵抗持续饥饿的情况下实现的,并且与长期坚持生酮饮食有关。

根据定义,大多数减肥饮食都限制总热量,并建议患者探索行为方法来应对饥饿和渴望。例如,我们被告知,当我们饿了,喝一大杯水,去散步,或吃高纤维低能量的零食。但这忽略了一个事实,即食欲、饥饿和渴望是身体恢复能量平衡的固有驱动力的症状。可以预见,严格限制卡路里或通过大量运动显著增加身体的能量消耗会带来这种代偿反应(8)。因此,一个人保持卡路里限制的时间越长,体重减轻的量越大,食欲信号就越强烈(9)。

荷尔蒙和饥饿感

25年前,唯一已知的控制食欲的激素是胰岛素。当血液胰岛素水平高时,葡萄糖以糖原的形式储存,脂肪则储存在脂肪组织中。由此导致的循环燃料(如葡萄糖和游离脂肪酸)的减少刺激了食欲。这就导致了在一顿高碳水化合物、低脂肪的餐后2-3小时会感到饥饿。事实上,许多人仍然认为胰岛素升高是导致我们肥胖的主要信号。但在此期间,我们发现了许多其他的循环和细胞信号,它们传达身体的能量状态,调节能量摄入(也就是食欲)以及新陈代谢。这些调节激素包括瘦素(主要在脂肪组织中产生)和胃饥饿素(在上消化道中产生)。两者在大脑中都有特定的受体,将生化信息转化为行为——对于瘦素来说是“少吃”,对于饥饿素来说是“多吃”。

事实证明,这些信号激素与胰岛素的相互作用是复杂的。加上肥胖和糖尿病所特有的潜在炎症的增加,情况变得更加复杂,继续促进肥胖。幸运的是,我们现在知道,当你在这幅图上添加一个配方良好、持续的生酮饮食时,它会朝着更好的方向发生巨大变化,但这种变化的模式很难解释。是的,血液中的胰岛素水平会下降,但饱腹感激素瘦素也会下降。事实上,与低脂饮食的人相比,低碳水化合物饮食的人在体重减轻时瘦素水平的降低幅度要大得多(10)。这通常是要多吃的信号,但这里有一个关键的事实当食用配方良好的生酮饮食时,大脑对瘦素信号的敏感性会大幅上升

另一个关键事实是——大脑对瘦素的反应被炎症抑制(11),导致瘦素抵抗。既然我们现在知道持续的营养性酮症可以显著降低炎症(12,13),那么炎症减少导致的瘦素抵抗的降低似乎不仅仅弥补了瘦素水平的降低。换句话说,在配方良好的生酮饮食中,大脑对更少的瘦素有更大的饱腹感反应。炎症的减少和对瘦素敏感性的增加,以及营养酮症所特有的血液胰岛素水平的降低,可以解释为什么我们看到营养酮症导致食欲下降的悖论。

如果这看起来是一个难以理解的挑战,那么它确实是。但简单地说,营养性酮症可以降低胰岛素水平升高和炎症,从而让身体过量脂肪储存的正常信号告诉大脑“少吃!”因此,当肥胖的人吃一种配方良好的生酮饮食到饱腹时,他们往往会减掉相当多的体重,直到这些信号的平衡自然地引导他们达到稳定的较低体重。

对于我们的许多读者来说,这可能已经足够科学了。对于其他人来说,以下是支持这个非常复杂但重要的故事的细节和其他参考资料。

食欲的科学:我们可以从极低热量饮食中学到什么

任何尝试过减肥的人都可以证明,食欲往往成为减肥过程中的一个重要因素。体重减轻和食欲之间关系的一个证据充分的例子可以在对肥胖受试者使用医学监测的极低卡路里饮食(VLCD)的研究中观察到。这些饮食通常在每天400至800千卡的范围内,通常会在发病后不久导致酮症。这种极端热量限制导致的酮症可能有助于减少报告的饥饿感(14)。如你所料,在患者遵循这些饮食的几周或几个月里,他们通常会经历体重的显著下降,通常在10-20%之间(2,3,15,16)。当然,这种热量限制水平是不能长期持续的,个人必须回到一个维持的食物摄入量水平。这就是挑战开始的地方。

当减肥后从VLCD过渡时,食欲调节激素通常会朝着增加食欲的方向转变(15)(16)。而且,虽然酮症会减少饥饿感,但恢复正常饮食和/或添加更多碳水化合物并逆转酮症往往会产生相反的效果,导致胃饥饿素和饥饿感增加,高于减肥前的水平(15)。这实际上意味着什么?对于许多(如果不是大多数)人来说,这意味着如果他们回到减肥前的饮食方式,他们很有可能会恢复失去的体重,甚至更多。

为了进一步加剧使用VLCD几个月后保持体重减轻的挑战,患者通常会过渡到碳水化合物含量中等(30-50%)或高(>50%)的饮食,这与最初导致他们代谢功能障碍的饮食相似。正如我们之前提到的,胰岛素抵抗可被视为功能性碳水化合物不耐受(17)。患有代谢性疾病的个体,如糖尿病前期和2型糖尿病,尽管体重明显减轻,但往往不能完全消除潜在的胰岛素抵抗,因此在过渡到富含碳水化合物的饮食时表现不佳。从这个角度来看,他们有望从持续限制碳水化合物摄入中受益,以保持体重减轻。当患者再次摄入大量碳水化合物时,VLCD所见的血糖改善也可以反弹到饮食前的水平。如果这些患者从VLCD过渡到可持续的生酮饮食,使他们能够维持营养酮症以维持代谢健康,他们的情况会更好吗?也许。这绝对是一项我们希望看到的研究,因为我们的IUH糖尿病逆转研究显示,体重逐渐减轻到8个月,然后体重稳定到12个月(6)。

食欲调节与瘦素抵抗机制

许多研究人员认为,饥饿感的减少以及一些食欲调节激素的变化生酮饮食和VLCD干预可归因于酮症。从机制上讲,这可能是由于酮症对食欲调节激素本身的活动的影响,或者酮直接作用于大脑,或者与肠道微生物群的关系。更有可能的是,这是所有这些因素的结合(18)。研究表明,服用VLCD和饥饿的患者中,β -羟丁酸维持在0.3mM或更高水平的受试者胃饥饿素水平被抑制,而那些没有酮症的患者胃饥饿素水平高于基线水平(15)。因此,在减肥努力中利用营养性酮症的力量可能不仅有助于最初的体重减轻,而且可能在可持续性和体重维持方面发挥重要作用。

我们提到了食欲调节激素及其对饮食行为的影响,特别是在节食和减肥方面。这些很重要,因为它们似乎在我们的身体如何调节我们的食量方面发挥着重要作用。两种最常被研究的与神经内分泌食欲因子有关的激素是胃饥饿素和瘦素。Ghrelin,通常被称为“饥饿激素”,是一种由肠道产生的多方面的促食欲激素,在其他作用中,影响急性进食开始(19)。瘦素是一种饱腹感激素,主要由脂肪细胞分泌,调节能量的摄入和消耗(20),这在很大程度上是由于下丘脑中的瘦素反应信号级联(21)。两者共同影响我们的食欲,以及我们如何应对食物摄入量和体脂含量的变化。

关于瘦素的有趣之处在于,它的影响超出了食欲调节,它可能在肥胖的病理生理和免疫功能中起着复杂的作用(22)。与我们在胰岛素抵抗中看到的相似,有证据表明肥胖的人也有瘦素抵抗。这表明,虽然肥胖往往伴随着循环瘦素水平的增加,但对其减少食物摄入量的厌食症信号有抵抗作用。因此,尽管血液中的瘦素水平升高应该会减少饥饿感,但身体会对这个信号产生抵抗,无法接收到这个信息。因此,瘦素抵抗会导致肥胖和贪食,而不是抑制它(24)。

尽管血瘦素水平升高,但食欲和肥胖仍在增加,这一矛盾可能部分归因于炎症(11)。你可能听说过肥胖是一种慢性低度炎症状态,但在这种情况下,瘦素抵抗可能是由于大脑中的免疫和炎症反应增强。食欲的神经调节方面已经清楚地表明,大脑和中枢神经系统(CNS)参与能量稳态和食物寻求行为。因此,作为食欲的主要调节者,下丘脑整合了外周和中央通路来调节食欲信号。

事实上,由富含糖和饱和脂肪的促炎饮食引发的下丘脑促炎通路的上调,已被证明会影响慢性能量失衡和脂肪量的变化(11)。因为瘦素在下丘脑内起作用,与下丘脑相关的免疫细胞的过度激活会损害瘦素信号(25)。例如,c反应蛋白已被证明能积极抑制瘦素的饱腹感信号(26)。这种多维的炎症反应可能在明显的肥胖之前就开始了,并有助于代谢功能障碍的全面发展(27)。

另一种解释大脑瘦素抵抗的机制是高甘油三酯血症。在这种情况下,升高的血液甘油三酯穿过血脑屏障(BBB),损害瘦素在血脑屏障中的运输,并抑制大脑中的受体功能,从而促进瘦素抵抗(28)(29)。由于碳水化合物限制可降低甘油三酯水平,这是生酮饮食显著降低瘦素水平的另一个解释(10),增加了饮食的抗炎作用,增加了瘦素敏感性并维持厌食信号效应。

异常瘦素信号是炎症增加与食欲相关并影响饥饿和食物寻求行为的一种方式。当我们没有瘦素信号告诉我们停止进食时,我们更有可能过量进食并增加体重。如果功能良好,瘦素也会间接影响进食的快感反应;这有助于我们避免因为食物味道好而吃得过多,而不是因为真正的饥饿而吃。因此,瘦素可能更多地是维持体重减轻的一个因素,而不是减轻体重本身(31)。关于下丘脑炎症是饮食诱导的肥胖的一个因素,这一相对较新的信息可以促进我们对饮食和炎症如何加剧代谢综合征和T2D症状的理解(32)。

营养酮症与食欲

在这一点上,你可能会认为这听起来像是我们在与生物学进行一场无法取胜的战争。然而,值得庆幸的是,我们继续了解生酮饮食,这表明它是我们努力控制食欲和炎症的强大盟友。WFKD中炎症生物标志物的显著降低,包括总白细胞计数和CRP的显著降低,可能对下丘脑炎症产生积极影响,从而导致饮食诱导的瘦素抵抗和由此引起的体重增加(12)(13)。换句话说,营养性酮症的抗炎特性可以直接与改善饱腹感有关(14),为我们成功减肥和保持体重提供了组合拳。

除了营养酮症的有效抗炎作用外,最近外源性酮的使用也被证明可以降低餐后饥饿素的升高和饥饿感(33)。因此,营养酮症和外源性酮酯摄入导致的β -羟基丁酸盐的增加似乎都可以调节食欲信号激素,并有助于减少饥饿感。虽然对外生酮的研究还处于非常早期的阶段,但它强调了酮在能量平衡方程中可以发挥的多种多样的作用。

这一关于食欲信号的新观点向我们表明,坚持遵循配方良好的生酮饮食,可以促进代谢健康,不仅有助于减肥,还有助于长期健康。因此,无论您是刚刚开始探索使用营养性酮症来改善健康的想法,还是正在考虑是否可以长期这样做,越来越明显的是,营养性酮症可以增强食欲控制信号,减少炎症,促进饮食的依从性和可持续性。这些优点对你的健康大有帮助,同时你也不用忍受持续的饥饿和因体重起伏不定而感到沮丧。

我们在virtahealth.com和blog.virtahealth.com提供的信息不是医疗建议,也不打算取代与医疗专业人士的咨询。请告知您的医生您的饮食或生活方式的任何变化,并与他们讨论这些变化。如果您对自己的身体状况有任何疑问或担忧,请联系您的医生。

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引用

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