Глюконеогенез и другие недостатки кето-диет

Глюконеогенез – процесс превращения амино-кислот и глицерина в глюкозу. С ростом популярности кето-диеты хочется уделить время тому, почему кето – не волшебная диета, а имеет ряд ограничений.

Если сумма потенциальных энергий конечных продуктов реакции сильно меньше чем изначальных реактантов, то реакцию принято считать необратимой. У нашего организма есть обходные пути синтеза нужных молекул, но это энергонеэффективный процесс. Для восстановления молекулы глюкозы организм затратит заметно больше энергии, чем может извлечь из нее. Зачем же нам тогда глюкоза?

Я уже касался этой темы более подробно в заметке про глюкозу и мозг. Жировые кислоты могут быть использованы только для получения энергии и ее запасания в виде жира. Глюкоза – это еще и строительные углеродные блоки для поддержания целостности белкового тела, и источник (через пентозо-фосфатный путь) NADPH для восстановительных реакций и рибозы (строительного блока нуклеиновых кислота).

Наивно думать, на мой взгляд, что склонять организм к энергонеэффективному процессу продолжительное время можно без последствий.

Глюконеогенез и катехоламины

Оксалоацетат – промежуточное звено цикла Кребса. Проблема в том, что оно истощается не только самим циклом лимонной кислоты, но и глюконеогенезом, и синтезом амино-кислот.

Еще в 1946-м году Ленингер (Lehninger) показал, что рост кетоновых тел обратно-пропорционален уровню оксало-ацетата [1].

Глюконеогенез

Больше кетонов значит ниже глюкоза, значит активнее должен протекать глюконеогенез.

Преобразование пирувата в оксалоацетат (ступенька восстановления глюкозы, сам пируват несложно получить из амино-кислот и других компонентов цикла Кребса) катализирует пируват карбоксилаза. Пируват карбоксилазу а кортикостероиды, глюкагон (считайте дефицит глюкозы) и катехоламины.

Катехоламины – это дофамин, адреналин, норадреналин. Сигналы, посылаемые нервной системой. В принципе это способ нашей нервной системы «поддать газу» на глюконеогенез.

Кето-диета имитирует голод. На молекулярном уровне в том числе. Она активирует симпато-адренальную систему [3, 4]. Проще говоря, активируется часть нервной системы, отвечающая за стресс.

Предполагаю, что своеобразное и очень интересное ментальное состояние на кето – результат работы не только кетоновых тел, но и катехоламинов. Также напрашивается частичная аналогия с некоторыми антипичными антидепрессантами вроде бупропиона.

Глюконеогенез и цАМФ

Хронический глюконеогенез будет связан с цАМФ. Циклические молекулы в биохимии являются частью системы second messengers. При недостатке глюкозы поджелудочная будет выбрасывать вместо инсулина глюкагон. Гормон – экстраклеточный сигнал. А second messengers – это клеточные молекулы, активируемые внешним сигналом, которые амплифицируют (усиливают) изначальный сигнал и проделывают еще какую-то работу.

цАМФ связана с модулированием функции Т клеток [5].

Циклические молекулы (цГМФ и цАМФ) приводят к высвобождению гладкой мускулутарой кальция. И в последующем к эрекции. Повышенный уровень цАМФ на кето могут помочь людям, чья невозможно поддержать эрекцию связана с функцией цГМФ. Анекдотические случаи уже есть на кето.

Однако циклические молекулы имеют и обратную сторону. Они могут при некоторых обстоятельствах приводить к сужению сосудов [6] (а не только способствовать их расширению и улучшению микроциркуляции).

В целом роль цАМФ скорее положительная. Например, сдвиг митохондрий в сторону окислительного метаболизма [7]. Но роль цАМФ многогранна, а в рамках дилеммы плохо/хорощо двояка.

Метформино-подобный эффект кето и тестостерон

В свое время я показывал, что кето-диета приводит к обратимой деградации комплекса I митохондрий. Что схоже с эффектом метформина и даже имеет с ним синергетичный эффект.

Это может быть полезно для ряда метаболических заболеваний. Но довольно вредно для фертильности и уровня анаболических гормонов. Снижение тестостерона на метформине – известная проблема.

Отсюда большое противоречение про кето и тестостерон. «Больше холестерина – больше тестостерона» — несколько нерабочий слоган. Клетки Лейдига с подавленным 1-ым комплексом будут производить больше тестостерона или меньше? Даже при избытке холестерина.

Про митоходрии, близость и работу комплексов и важности всего этого для фертильности я уже писал.

Нормальные клетки с эффектом Варбурга и кето

Эффект Варбурга – это предпочтение гликолиза даже в условиях избытка кислорода – один из метаболических признаков рака.

Проблема в том, что ряд нормальных клеток полностью или в основном гликолитичны: клетки Мюллера (глаза), стволовые клетки, лейкоциты, часть клеток выделительной системы.

При избытках кислородных радикалов стволовые клетки дифференциируются (+/- контекстуальны). И отчасти по этой причине есть известное противоречие кето и рака почек / мочевыводящих путей.

Значит эффект Варбурга то, что к кето надо подходить осмысленно. Четко понимая каких целей мы хотим достигнуть и какие риски нас могут ждать.

Кето и выведение метаболических кислот

Кетоны – метаболические кислоты. Кислотность (водород) от углеводов выводится легкими за минуты. Кетонов и жиров – почками в течение недель. Подробнее в одной из прошлых заметок.

Опуская то, что вы можете прочитать в другой заметке, кето снижает pH почти. В 30х (до эры антибиотиков) кето использовали для снижения pH мочи, для эрадикации бактерий урогенитального тракта [9].

В России нет теста крови на бикарбонат. Мы не может контролировать Anion Gap и метаболический ацидоз через кровь (организм от него будет восстанавливаться неделями). Нужно контролировать pH мочи. При необходимости добавляя источники бикарбонатов.

Кето и ЖКТ

Желчь выбрасывается при поедании жирной пищи. С удаленной желчью кето – норма. Такая глубина анализа подходит, если у вас сектантское мышление или если вам недавно провели интернет, но еще не научили искать информацию и критически ее анализировать.

Кето – метаболическая кислота. Гастроэнтерологи советуют завтрак овсянкой как способ уменьшить химический урон стенках желудках, на которые и придется основной урон от дисфункций связки печень – желчный пузырь.

Кето ухудшает симптоматику ГЭРБ.

Кето приводит к росту билирубина. Привет людям с болезнью Жильбера

И многое другое. Суммировал информацию традиционно Джон Бриссон.

When Excess Fat in the Diet Can Cause Digestive Issues and How to Improve Fat Digestion

Ketogenic Diets, Effects On Your Gut and Health and How To Follow Them

Кето, выводы и примеры виртуальных пациентов

Кето-диета имитирует голодание. На очень многих уровнях. И всегда ли долгосрочное псевдо-голодание хорошо? Конечно же нет.

  • Кето (глюконеогенез) приводит к росту катехоламинов; Может привести к симпатическому тонусу.
  • Роль цАМФ (глюконеогенез) неоднозначна;
  • Кето приводит к обратимому подавлению комплекса I и метформино-подобному эффектов, в том числе снижению тестостерон;
  • У нас есть ряд почти гликолитичных клеток, чью функцию кето не улучшит, но за счет сдвига в сторону окисления жиров и за счет снижения pH может иметь негативное влияние;
  • Кетоны – метаболические кислоты, снижают pH мочевыделительной системы, увеличивают на нее нагрузку на недели вперед;
  • Кетоны – метаболические кислоты, что является дополнительным фактором риска при целом ряде проблем с ЖКТ.

Виртуальные примеры

Пример 1. У нас пациент с депрессией после развода, который не реагирует на СИОЗС, но хорошо реагирует на бупропион (поднимает дофамин и норадреналин). Кето-диета может полноценно заменить антидепрессант. При дополнении кето поведенческой терапией и другой поддерживающей терапией (d3, окситоцин интраназально итд) может спасти пациента от нежелательных явлений/

Пример 2. У нас пациент с явными митохондриальными дефектами. У нас в арсенале кето и гипер/гипо окситерапии, который помогут уничтожить дефектные митоходрии. Но нам обязательно нужно дополнить подобную терапию интервенциями, которые приведут к росту митохондрий (PQQ. Тренировки тела/ума на это итд). Или мы можем рассмотреть молекулы переносящие электрон с 1 на 3 и с 1 на 4 комплексы (ибеденон, метиленовый синий).

Пример 3. Пациент с 4-й месяц кето говорит о симптомах симпатического тонуса. Плюс пациент начинает быстрее свирепеть. При курильщиках, например. Возможно, проблема в сужении сосудов из-за катехоламинов.

Пример 4. У пациента семейная история болезней желчного пузыря и синдром Жильбера. На кето вырастит билирубин и появятся/усилятся симптомы синдрома. Кето может усилить/актуализировать проблему «перетяжки» желчного пузыря, приведя к ГЭРБ и повреждению желудка. Вероятно, стоит продумать поддерживающие терапии или отказаться от кето (в зависимости от целей/пациента).

Пример 6 Мужчина с хроническим простатитом. Кето снизит pH в мочевыделительной системе, делая простату менее доступной для иммунных клеток (которые тоже белковые тела и их функция зависит от pH), кето может негативно повлиять на симптоматику за счет сужения сосудов и, возможно, неоднозначной роли на гликолитичные клетки.

Пациент 7. Девушка до 30, которая хочет забеременеть в первую очередь, во вторую – немного улучшить метаболическое здоровье. Скоро поедет отдыхать. Кето ей не нужно. Есть альтернативные стратегии.

Источники:

  1. Role of Free Oxaloacetate in Ketogenesis;
  2. Structure, function and regulation of pyruvate carboxylase;
  3. Effect of low-carbohydrate-ketogenic diet on metabolic and hormonal responses to graded exercise in men
  4. 34-day total fast in an adult man
  5. Cyclic adenosine monophosphate is a key component of regulatory T cell–mediated suppression
  6. cGMP and cAMP cause pulmonary vasoconstriction in the presence of hemolysate
  7. Cyclic AMP signaling in cardiac myocytes
  8. Long-term High Fat Ketogenic Diet Promotes Renal Tumor Growth in a Rat Model of Tuberous Sclerosis
  9. The Ketogenic Diet in Bacilluria
Поделиться:

Мочевая кислота и кетогенная диета

Мочевая кислота – продукт метаболизма пуриновых нуклеиновых кислот. У кето-общественности есть озадаченность в связи с ростом мочевой кислоты на кето. Что и является поводом для написания этой заметки.

Очень прошу не путать метаболизм мочевины (urea) и метаболизм мочевой кислоты (uric acid). Мочевина – способ выводить побочные продукты метаболизма аминокислот и важный компонент гомеостаза почек. Не смотря на созвучие и родственную связь, роль молекул очень сильно разнится. Классический пример спутывания теплого с мягким.

мочевая кислота

Существует 2 разновидности нуклеиновых кислот (структурных компонентов ДНК):

  • Пурины: аденин, гуанин;
  • Пиримидины: тимин, цитозин

Аденин + рибота + фосфатные группы – это АМФ, АДФ, АТФ, которые представлении не нуждаются.

Кето-диета тут вот причем (к сожалению, будет только база и ничего нового):

Жиры — более восстановленная форма углерода, чем углеводы. Жировые кислоты можно сильнее окислить и извлечь больше энергии, но с большими затратами кислорода. Жиры – прекрасный способ запасть энергию, потому что их хранения не нужна вода (в отличие от гликогена). Очевидные недостатки жиры: создают проблему большего количества кислородных радикалов (именно поэтому длинноцепочные жировые кислоты укорачиваются в отдельных органеллах пероксисомах до попадания в митохондрии). И куда меньшая универсальность углеродной основы жиров по сравнению с глюкозой. Жиры могут быть запасены, могут отправиться в цикл Кребса и всё. Напрямую восстанавливать пируват или быть сырьем для нуклеиновых кислот они, в отличие от глюкозы, не могут.

Углеводы обладают своими достоинствами и недостатками, которые мы уже разбирали на примере глюкозы и мозга.

Возвращаясь к мочевой кислоте, жиры/кетоны – это больше АТФ на 1 атом углерода и больше реактивных видов кислорода.

АТФ (и ГТФ, получаемый в ходе цикла Кребса), как я вам напомнил, источники пуринов: аденина и гуанина.

Метаболизм на основе жиров/кетонов – больше АТФ/ГТФ – больше пуринов – больше мочевой кислоты [1, 2].

То есть на кето априори растет уровень мочевой кислоты.

Добивая эту тему, хочу напомнить, что кетоны – слабые кислоты, они снижают pH относительно оптимальных физиологических значений. Окисление мочевой кислоты катализирует фермент уриказа (см рисунок выше). pH меняет конформацию белков, более низкий pH – более закрытая конформация белков/ферментов.

Кетоны как слабые кислоты могут угнетать функцию уриказы, окисляющей мочевую кислоту, за счет снижения pH и смены ее конформации [3].

И также довольно базовый механизм биохимической негативной регуляции – ксантин подавляет активность уриказы [4, 5] (см рисунок выше).

Мочевая кислота как мощный антиоксидант

Рост мочевой кислоты на кето – совсем не повод искать у себя симптомы подагры.

Подагра – тяжелая болезнь, связанная накопление в тканях (первую очередь суставах) мочевой кислоты. В моем понимании, это в основном генетическая болезнь, связанная с патогенными вариациями генов, кодирующих уриказу. Я предлагаю исходить из того, что мы говорим о физиологической норме и рассуждаем о потенциальных причинах, механизмах, плюсах и минусах роста молочной кислоты на кето.

Для наступления просветления в отдельно взятой теме я рекомендую статью Бенхарда Беккера «О физиологической роли мочевой кислоты» далекого 1993-го года [если вы мне напишете, я, конечно же, ни за что вам не вышлю полный текст статьи в pdf ;)].

Беккер напоминает нам, что у большинства млекопитающих основные метаболиты пуринов в крови – это аллантоин и мочевина. И что их уровни мочевой кислоты меньше 10% человеческого уровня. Что уже ставит вопрос: это случайная генетическая вариация, которая нас не убила, или всё же у повышенной концентрации мочевой кислоты есть свои плюсы?

Основной аргумент статьи Беккера, который он умело доказывает, что мочевая кислота и ураты (ее соли) – мощные антиоксиданты.

Мочевая кислота ответственна за нейтрализацию 30-65% всех пероксильных радикалов плазмы. Причем мочевая кислота и ураты находятся как в плазме, так и внутриклеточно, что говорит об их универсальности. Более чем уместно будет ставить ее в один ряд с глутатионом и супероксид дисмутазой.

Помните, что я писал о жирах и кислороде чуть выше? Сжигание жиров – больше кислорода. Больше кислорода – больше кислородных радикалов. Хорошо ли при повышенных кислородных радикалах (повышение которых в митохондриях профильных нейронов гипоталамуса, к слову, дает нам чувство сытости на кето) иметь повышенные уровни антиоксиданта для баланса? Я думаю, что неплохо.

Мочевая кислота как предмет обеспокоенности

Мое мнение, что повышение мочевой кислоты на кето – это нормальный физиологический механизм, имеющий свои очевидные преимущества. Если ничего не беспокоит, то об этом не стоит думать.

В крови сильно повышена мочевая кислота (особенно у полных людей [7]) и есть симптомы, которые (как вам кажется) похожи на подагру. Вы идете к врачу. Врач при виде анализа мочевой кислоты подумает о камнях в почках (тот вид, где мочевая кислота есть) и подарге. Если скажете «кето», то вполне возможно посмотрит на вас, как на идиота. И вам врач выпишет вам симптоматическое лечение (допустим, НСПВП), диету с низким количеством пуринов и аллопуринол или подобный препарат. Ничего из этого не сделает вам здоровее.

Тут я вам хочу напомнить про фармакогенетику. Генотип HLA-B*58:01 будет иметь острую аллергическую реакцию на аллоупуринол [8], которая называется синдром Стивена-Джонсона (Steven-Johnson syndrome) и 10% шанс «сыграть в ящик».

Другие лекарства от подагры обладают не меньшими побочными эффектами. Этот риск оправдан и отчасти необходим больным с подагрой, и совершенно не оправдан для начинающего кетогенщика с болью в суставах (которые не факт, что вызваны мочевой кислотой).

И для душевного успокоения и снижения мочевой кислоты у нас с вами есть натуральные средства (еда и травки):

  • Аюрведические (бибхитаки) [9];
  • Будничные (вишня) [10];
  • И даже немного гурманские (грибы-вешенки) [11].

Pubmed, как говорится, в помощь. Да и кето — сезонная диета, со своими недостатками. В которой, на мой взгляд, не нужно находиться круглый год.

Выводы:

  • Мочевая кислота растет на кето из-за:
    • Большего количества АТФ/ГТФ на кето;
    • Снижения активности уриказы, окисляющей мочевую кислоту, из пониженного кетонами pH;
    • Ксантин в рамках биохимической негативной регуляции подавляет активность уриказы;
  • Мочевая кислота – мощнейший экстраклеточный и клеточный антиоксидант, помогающий нейтрализовать кислородные радикалы, неизбежно повышающиеся на кето.
  • Аллопуринол вне диагностированной подагры (а иногда с ней) – не самая лучшая идея в виду 10% получения мощной аллергической реакции и 1% шанса умереть;
    • К другим лекарствам от подагры (фебуксостат, пробенецид) это предостережение относится не меньше;
  • В отсутствии симптомов, однозначно связываемых только с мочевой кислотой (профильные камни в почках, явные отложения в суставах итд) про повышенный анализ в крови можно забыть.
  • При желании контролировать концентрацию мочевой кислоты рекомендую начать с натуральных продуктов, которые имеют свойство понижать ее уровень.

Источники

  1. Uric Acid Excretion and Ketosis in Fasting;
  2. Purines and the Anti-Epileptic Actions of Ketogenic Diets
  3. Effect of pH on uricase activity
  4. THE INHIBITION OF URICASE BY XANTHINE
  5. Regulation of uric acid metabolism and excretion;
  6. Towards the physiological function of uric acid;
  7. Uric acid secretion from adipose tissue and its increase in obesity
  8. Allopurinol Therapy and HLA-B*58:01 Genotype;
  9. A randomized, double-blind, placebo-, and positive-controlled clinical pilot study to evaluate the efficacy and tolerability of standardized aqueous extracts of Terminalia chebula and Terminalia bellerica in subjects with hyperuricemia; — бибхитаки
  10. Cherry Consumption and the Risk of Recurrent Gout Attacks
  11. Characterization of an Anti-gout Xanthine Oxidase Inhibitor from Pleurotus ostreatus – вешенки;
Поделиться:

Баланс pH, углекислый газ и диета

Баланс pH – очень важный элемент гомеостаза организма в целом.

Функцию белков (в том числе ферментов) определяет их конформация. Конформация (положение в пространстве) белка зависит не только от последовательности аминокислот в полипептидной цепи, но и от факторов среды: давление, температура, баланс pH и другое.

pH определяется по формуле –log(H+) и показывает концентрацию Н+ протонов. 7 – нейтральный pH, 0 — крайне кислотный, 14 – крайне щелочной. Кислота –донор H+, основание – акцептор Н+.

N (+) и C (-) терминалы всех белков/аминокислот обладают зарядами, R-группы зачастую тоже. Полярность аминокислоты обуславливает возможность аминокислот объединяться в полипептидную цепь.

CO(-) и NH(+) остовы (а как следствие водородные связи) определяют вторичную структуру белка (α-спирали и β-листы). Взаимодействие R-групп определяет третичную структуру белка. Везде мы видим полярные связи (притяжение + и -) как основу конформационных связей белков.

Кислотность (концентрация протонов) приводит к более закрытой или свернутой конформации. Щелочная среда способствует более развернутой конформации белков, где полипептидные остовы могут образовывать связи с полярными и несущими заряд молекулами (например, ионами).

баланс pH

Created with GIMP on a Mac

Баланс pH крови в норме – 7.36 – 7.44. Как мы уже разобрались, этот слегка щелочной pH нужен для поддержания нормальной конформации и функции белков.

Дыхание и баланс pH

Углекислый газ – конечный продукт окисления ацетил Ко-А в цикле Кребса и побочный продукт других метаболических реакций. Мы не используем CO2 как источник углерода, а банально избавляемся от избытков во время выдыхания.

Парциальное давление углекислого газа находится в значении 35-45 mmHg. В воздухе его почти нет. Поэтому нашим легким не стоит труда избавляться от CO2.

Кислотность тут вот причем, нужно хорошо запомнить формулу ниже:

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-

Вода + углекислый газ ↔ угольная кислота ↔ протон+ + бикарбонат-

Протон – это повышение кислотности или сниженный баланс pH.

Рост парциального давления углекислого газа в крови будет означать снижение pH. Организм с этим борется выдыханием. И невозможность выведения CO2 убьет нас за считанные минуты.

Буфером кислотности в крови служат эритроциты и гемоглобин.

При повышенной концентрации углекислого газа он при помощи диффузии попадает в эритроциты. Там по формуле выше превращается в итоге в протон, который связывают белки гемоглобина, и бикарбонат, который покидает эритроцит.

Рядом с альвеолами происходит обратная реакция и углекислый газ успешно покидает легкие.

Важно! Легкие выдыхают 15 000 ммоль «кислоты» в день. Являясь, таким образом, основным инструментом, поддерживающим баланс pH в организме.

pH крови очень легко изменить за счет дыхательных техник. Например, холотропного дыхания, пранаям или метода Вима Хофа.

Подобные техники контролируемой гипервентиляции приводят к тому, что баланс pH сдвигается сильнее в щелочную сторону (до 7.75 у Хофа[2]). Белки в более развернутой конформации, им проще реагировать с ионами кальция (Ca+). Соединение свободного кальция с белками и дает нам ощущение покалывания в конечностях.

Баланс pH и почки

Вы смело можете заметить, что H+ может быть продуктом не только цикла Кребса, но и метаболизма аминокислот (амино-группа NH3), жировых кислот (тоже много водорода), и даже продуктов ферментации (лактат).

Метаболические кислоты кислоты можно разделить на 2 части, водород и анион:

Например, молочная кислота → Н+ + лактат-

Почки выводят метаболические кислоты следующим образом:

Анионы отфильтровываются в клубочках нефронов;

Водород ждёт куда более интересное приключение:

  • Водород соединяется с бикарбонатом с образованием угольной кислоты: H+ + HCO3- → H2CO3;
  • Угольная кислота катализируется до воды и CO2 + H2CO3 → H2O + CO2;
  • Углекислый газ попадает в клетки почечных канальцев;
  • Внутри происходит обратная реакция, в результате которое бикарбонат возвращается в кровь, а протон выводится с мочой.

Важно! Почки фильтруют 60-70 ммоль «кислоты» в день. Против 15 000 ммоль легких.

Легкие – история минут, почки – недель.

Функцию почек по выведение кислоты проверяют по так называемому anion gap.

Na+ + K+ — CL- — HCO3-, в норме 16-20 mEq/L, без калия 12-16.

Высокий anion gap – признак метаболического ацидоза.

И в принципе высокое количество бикарбоната (HCO3-) означает большое количество CO2 и проблемы с pH.

Баланс pH и диета

Если верить учебникам [3, например], то максимальная способность почек вывода кислоты (протонов) – 700 ммоль в день (в 10-11 раз больше нормального метаболического объема).

Для наглядности возьмём это исследование [4], где увеличение потребления белка на 48% (с 88 грамм до 128 грамм белка на 1.73 м2) привело к увеличению выведения кислоты почками на 45% (с 64 до 95 ммоль/день).

Учитывая эту простую математику, несложно подсчитать сколько нужно было бы есть белка, чтобы заставить почки выводить кислоту на полную. При линейном сохранении пропорций для достижения пикового выведения кислоты в день в 700 ммоль, необходимо употреблять более 930 грамм белка в день. В исследовании это примерно 80 кг мужского веса. Это более 11,5 грамм белка на 1 кг веса. Или 4+ кг куриных грудок в день в течение минимум 5 дней.

Вы можете пересчитать это на любой нужный вам продукт, чтобы увидеть, что диета почти неспособна повлиять на баланс pH крови. Кислотно-щелочные диеты можно забыть, как странное предположение. Экзогенные кислоты, нарушение функции почек, генетические дефекты ключевых ферментов почек – более вероятные признаки ацидоза. Никак не еда.

Выводы:

  • Баланс pH среди прочих факторов влияет на конформацию белков: щелочной – развернутая, кислотный – свернутая;
  • Основной способ борьбы со снижением pH – выдыхание углекислого газа;
  • При помощи несложных манипуляций с дыханием легко изменить баланс pH крови;
  • Почки вносят свой вклад в вывод метаболических кислот из организма;
  • Их «запас прочности» в плане выведения кислоты в 10-11 раз превышает нормальный метаболизм.
  • Диетой практически невозможно влиять на баланс pH крови;
  • Дефекты почек и экзогенные молекулы (лекарства, яды, токсины итд), с другой стороны, могут привести к high anion gap метаболическому ацидозу;
  • Здоровые почки на кето-диете лишними не будут. И прибегая к кето-диете, стоит учитывать нагрузку на почки со стороны уже принимаемых лекарств.

Источники:

  1. pH-Dependent Conformational Changes in Proteins and Their Effect on Experimental pKas: The Case of Nitrophorin 4;
  2. Voluntary activation of the sympathetic nervous system and attenuation of the innate immune response in humans
  3. 4 Renal Regulation of Acid-Base Balance (continued)
  4. Effects of a high protein intake on renal acid excretion in bodybuilders
Поделиться:

Цитокины, грибы и онкология

Цитокины модулируют иммунный ответ организма. Грибы обладают рядом полезных медицинских свойств. Меня привлекла статья об иммунномодулирующих свойствах грибов и их применении в онкологии.

Цитокины и рак

Паттерн Цитокины Эффект
TH1 IFN-γ, IL-12, TNF-α Стимулирует иммунный ответ раку
TH2 IL-4, IL-5, IL-13 Снижают TH1
TH3/Treg TGF-β Модулируют TH1
Про-воспалительные IL-1, IL-6, IL-8, TNF-α Вызывают воспаление

Доминирующим TH1-цитокином является IFN-γ, который отвечает за стимуляцию клеточного иммунного ответа. Клеточный иммунитет имеет важное значение в противоопухолевой реакции, поскольку NK (natural killer) и CD8 + Т-клетки, а также опухолевые макрофаги могут разрушать опухолевые клетки. Кроме того, IFN-γ увеличивает количество клеточных функций, таких как представление опухолеспецифических антигенов и продуцирование опухолевых цитокинов. Использование грибов, которые увеличивают [концентрацию] IFN-γ и стимулируют ответ TH1, полезно для раковых больных.

В отличие от ответа TH1, ответ TH2 обычно не ассоциируется с иммунным ответом на рак. Реакции TH2 связаны с аллергией и астмой и включают цитокины IL-4, IL-5, IL-13, а иногда и IL-10. Самое главное, IL-4 и IFN-γ перекрестно регулируют друг друга. IFN-γ уменьшает продукцию IL-4, а IL-4 снижает продукцию IFN-γ. Таким образом, апрегуляция TH2 может нанести ущерб больным раком, поскольку он уменьшает IFN-γ и снижает клеточный иммунный ответ к раку.

Регулирование ответа Т-клеток осуществляют клетками Treg, также называемыми клетками TH3 или Treg. Хотя существует много категорий клеток Treg, большинство Tregs продуцируют TGF-β (трансформирующий фактор роста бета). Эти цитокины были обнаружены благодаря их способности увеличивать рост опухолевых клеток, на фоне уменьшения ответа TH1. TGF-β также может уменьшать TH2-ответы.

При рассмотрении иммуномодулирующих эффектов грибов нам подходят:

  • стимулирующие ответ TH1,
  • уменьшающие ответы TH2 и Treg.

Грибы, которые уменьшают воспаление, могут иметь дополнительное преимущество за счет снятия усталости, тревоги и других симптомов за счет уменьшения воспалительных цитокинов  (IL-1, IL-6, TNF-α).

Грибы и цитокины

цитокины

Авторы статьи рассматривают 5 видов грибов:

  • Шампиньоны (agaricus);
  • Рейши;
  • Кордицепс;
  • Траметес разноцветный (turkish tail);
  • Майтаке (грифола курчавая)

Меня заинтересовало то, что рейши и кордицепс снижают концентрацию фермента MMP-9. Этот фермент сильнее выражен во время рака и аутоиммунных заболеваний. Также его повышенная активность мешает заживлению эрозии роговицы. Еще не так давно я планировать рассмативал варианты курса доксициклина или иммуннодепрессантов для ускоренного заживления эрозии роговицы как раз затем, чтобы уменьшить концентрацию MMP-9. Оказывается это можно сделать столь значимых интервенций, а всего лишь грибами.

В исследовании (бесплатный полный доступ) подробно рассматриваются исследования каждого из перечисленных грибов и его иммунномодулирующих свойств. Таблицы настолько нагляды и понятны, что не хочу сюда их копировать. Снижение Th2 и Treg, повышение Th1 и другие потенциально полезные для онкологии изменения в иммунной системе.

Грибы и рак

Хочется остановиться на том, что перечисленные выше грибы успешно дополняют терапевтический эффект препаратов химиотерапии и даже радиотерапии. Совместное применение определенных грибов с определенными препаратами при определенных видах рака значительно снижало смертность и прогресс болезни.

Как пример таблица из исследования:

Chemotherapeutic Agent Indicated Mushroom
Trastudzumab PSK (turkey tail)
Cyclophosphamide Reishi
Cisplatin Maitake, Cordyceps, reishi
Docetaxel PSK (turkey tail)
Doxorubicin Agaricus

Например, «индюшиных хвост» значительно увеличивает цитотоксичность Герцептина (ммн трастузумаб). Или кордицепс может увеличивать цитотоксичность цисплатина.

Бета-глюканы из рейши очень сильно повышали выживаемость мышей после радиционного облучения.

Type of Cancer Indicated Mushroom
Nonsmall-cell lung cancer Cordyceps
Lung cancer Reishi
Gastric cancer PSK (turkey tail)
Hepatocellular carcinoma Agaricus, reishi
Leukemia Agaricus, reishi
Lymphoma Cordyceps
Breast cancer Reishi, maitake, turkey tail
Colon cancer Maitake, reishi, turkey tail
Prostate cancer Reishi
Sarcoma Reishi

Медицинские грибы, модулирующие цитокины, — это относительно новая (не более 5 лет) вспомогательная терапия в лечении различных видов рака. Эффекты этих грибов я склонен экстраполировать с рака на модуляцию работы иммунной системы в целом. Что может быть полезно для аутоиммунных заболеваний.

Выводы

  • Грибы могут модулировать работу иммунной системы, в частности выраженность тех или иных цитокинов;
  • Грибы могут вполне успешной вспомогательной терапией как для химиотерапии, так и для радиотерапии;
  • Этому молодое поле научных исследований, за которым стоит с интересом следить.
Поделиться:

Эритритол, пентозофосфатный путь и ожирение

В майском PNAS вышла статья «Эритритол – метаболит пентозофосфатного пути, связанный с увеличением жировой массы у молодых людей».

Пару месяцев назад я писал небольшую заметку о пентозофосфатном пути метаболизма глюкозы (PPP). Напомню основные вещи: PPP – альтернативный путь метаболизма глюкозы, в ходе которого образовываются пятифосфатные сахара, их самые восстановленные формы. Например, D-рибоза, которая восполняет гликоген как минимум не хуже глюкозы. Также 5P-формы являются компонентами АТФ, ДНК, РНК и прочих важнейший белковых структур. Вместе с 5P-сахарами образуется мощнейший восстановитель NADHP.

Джек Круз спекулировал, что именно пентозофосфатный путь и D-рибоза позволяют Виму Хофу бегать марафоны без подготовки: как в пустыне, как и за полярным кругом. Небольшое количество источников говорит о том, что PPP активирует стресс: кислород, УФ-спектр, холод, возможно что-то еще.

Эритритол – алкогольный сахар, такой же сладкий как глюкоза, но почти не усваивающийся организмом. Почти нет калорий, нет влияния на гликемический индекс. За что и любим ЗОЖ-сообществом. Пока вернуться к статье.

Статья посвящена биомаркерам в крови подростков, которые изменяются при поступлении в американские ВУЗЫ и корреляция изменений этих биомаркеров с увеличением жировой массы ребят. Это лонгитюдное исследование, которое длилось несколько лет.

В исследовании говорится, что вес 75% ребят претерпевает изменения во время поступление в первые пару лет обучения – полнеют.

Молодых людей разделили на 2 фенотипические группы по уровню гликированного гемоглобина. HbA1c > 5,05% и HbA1c < 4,92%. Со временем смотрели какие маркере биохимии крови соответствовали росту жировой массы.

Предыдущие подобные исследования отмечали изменения в липопротеинах, маркерах воспаления, уровне жировых кислот, прекурсорах гликолиза и, что интересно, концентрации BCAA. Все верно, статистически большая концентрация BCAA соответствовала большему набору жира. Хотя корреляция была слабой. И важно, что это не означает того, что BCAA приводят к ожирению. Это значит, что у полных людей концентрация BCAA будет немного выше. Это же они нашли и в этом лонгитюде, но корреляция была очень низкой, статистически незначимой.

Эдогенный эритритол

Исследователи доказали с помощью изотопных меток, что эритриол синтезируется эндогенно в ходе пентозофосфатного пути метаболизма глюкозы!

Эритритол из пентозофосфатного пути

И что в «гипергликемической» группе концентрация метаболитов эритритола была в 13,4 раз выше! Хотя лактат и фруктозы были заметно ниже.

Выводы исследователей

Что эритритол может быть как-то связан с ожирением. Нужны дополнительные исследования.

Моя критика

Напоминает ситуацию с атеросклерозом и холестерином. Приехали на пожар, увидели пожарных и решили, что пожарные приводят к пожару. Хотя они его тушат. То есть рост концентрации эритритола при росте жировой ткани не говорит о том, что это именно эритритол (который на 90% просто выходит с мочей) приводит хоть как-то к ожирению.

Моя догадка

Пентозофосфатный путь активируется стрессом. Повышенная концентрация глюкозы в крови, вне всяких сомнений, хронический стресс для организма, и совсем не горметический (не приводящий к ответной положительной реакции организма).

Для меня это скорее знак того, что у организма есть ряд встроенных «защит» от метаболических проблем, часть из которых мы не знаем или знаем очень плохо.

Что мы можем синтезировать эритритол эндогенно в ходе PPP – это очень интересно. Но делать из этого выводы о том, что эритритол может способствовать ожирению – для меня очень нелогично.

Поделиться:

Жиры и глюкоза, глюкоза. Влияние диеты на здоровье митохондрий

В предыдущих заметках мы разобрались с тем, как метаболизм жиров и глюкозы отличается на уровне ЭТЦ митохондрий. Углеводы драйвят NADH-метаболизм через Комплекс I. Жиры «качают качели» в сторону FADH2 и Комплекса II.

Что не менее важно, жиры и глюкоза – это именно качели. Метаболизм жиров приводит к обратимой деградации Комплекса I, тем самым помогая метаболизму себя с помощью обратного потока электронов (reverse electron transport, RET) и супероксида О2—; и одновременно подавляю поток электронов через NADH и Комплекс I.

Теперь давайте посмотрим, что будет если мы будем пытаться стимулировать Комплекс I и II одновременно и подумаем на тем, чем это обернется для наших митохондрий.

В этом нам поможет заметка Петро Добромыльского Protons: Superoxide. И исследование из этой заметки за авторством Мюллера и коллег: «High rates of superoxide production in skeletal-muscle mitochondria respiring on both complex I- and complex II-linked substrates».

Авторы этого исследования работали с изолированными митохондриями. Ни цитоплазмы, ни цикла Кребса, ни других клеток, ограниченное время функционирования и так далее. Нашим целям это помогает тем, что они вынуждены были снабжать изолированными митохондрии субстратами, напрямую стимулирующими поток электронов через Комплекс I и Комплекс II.

Малат и глутамат для NADH и Комплекса I, сукцинат для FADH2 и Комплекса II. На выходе они измеряли выделения митохондриями реактивного вида кислорода H2O2, его гораздо удобней измерять, чем супероксид О2—.

Малат+глутамат (Комплекс I) давали 30 (пмоль * мин-1 * мг-1) H2O2;

Сукцинат (Комплекс II) давай 400 пмоль H2O2;

Сукцинат+малат+глутаман (Комплексы I и II, думайте о жире и глюкозе вместе) давали 2000 пмоль H2O2.

Заметки исследователей

Глутамат стимулировал генерацию H2O2, в то время как малат подавлял. Это связано с функцией малата в цикле Кребса. В рамках выбранной темы не буду останавливаться. Есть в самом исследовании и в тексте Добромыльского.

In vivo сукцината не так уж и много в цикле Кребса. В данном случае речь шла о супрафизиологическом количестве сукцината. То есть в реальности жиры (как мы выяснили в прошлой заметке) будут приводить к RET и О2—, но в меньшем количестве, чем в исследовании.

Для генерации большого количества реактивных видов кислорода через одновременную стимуляцию Комплекса I и II, не нужно большого количества концентрации субстратов. Все вполне укладывается в физиологические рамки.

Комментарий Петро

Сводится к тому, что речь идет об обжорстве. Цикл лимонной кислоты дает нам 3 NADH и 1 FADH2 из одной молекулы ацетил КоА. Петро про это явно не пишет, но подразумевается, что избыток пищи сам по себе (обжорство при постоянной доступности углеводов для современного мира) может привести к таким последствиям.

Добромыльский привязывает этой с нейронами. С его точки зрения с гипергликемией организму сложно спорить. И при избытке глюкозы нейроны будут вынуждены потреблять глюкозу вместо лактата и кетонов. Автоматически попадая в супероксидную ловушку.

Мое мнение

Сначала я должен пояснить качели пользы/вреда реактивных видов кислорода (супероксида в частности). Они нужны для нормального функционирования митохондрий. Биогенеза митохондрий не будет без супероксида. Но правило too much of a good thing is bad работает и с супероксидом. ДНК митохондрий (мтДНК) в отличие от ДНК клетки гораздо хуже защищены от оксидативного стресса. И если некоторое количество «кислородного стресса» может стимулировать биогенез митохондрий, то большим количество реактивных видов кислорода митохондрии не справиться – они ее рано или поздно разрушат.

То есть комбинация глюкозы и жиров убивает наши митохондрии огромным количеством реактивных видов кислорода.

В реальной митохондрии все будет усложняться гормонами, в частности инсулином. ПНЖК, как вы помните, делают клетку более чувствительной к инсулину (при большом количества жиров нам нужна физиологическая невосприимчивость инсулину). В клетку проникает еще больше глюкозы, чем это было бы без жира.

Пирожки в масле, беляши, «картошка» с маргарином и прочее мучные и сладкие радости убивают наши митохондрии генерацией супероксида.

Одно из основных правил здорового питания для меня, таким образом, очень простое. Углеводы+белки или белки+жиры. Комбинации углеводов и жиров я стараюсь избегать. Как и частого обжорства углеводами.

Grand Finale

Метаболизм жиров деградирует Комплекс I. Таким образом не имеет недостатков, связанных с обжорством глюкозой и глюкозой/жирами. То есть жиры не могут очень быстро убить нам митохондрию и клетку.

Но при этом метаболизм жира даст нам дополнительно количество реактивных видов кислорода. Что может быть и хорошо, и плохо. Все зависит от контекста.

 

P.S. Я упустил тот момент, что для генерации супероксида нужен высокий потенциал мембраны. Но это также связано с обилием восстановленного CoQ и невозможностью транспортировки электронов парой CoQ в Комплекс III.

 

Поделиться:

Влияние метаболизма жиров на Комплекс I дыхательной цепи переноса электронов

Давайте начнем с того, чем закончили в прошлый раз. Глюкоза «предпочитает» Комплекс I ЭТЦ митохондрий, и ее метаболизм генерирует NADH/FADH2 в пропорции 5:1. Жиры стимулируют поток электронов через Комплекс II и похожие структуры, и генерируют NADH/FADH2 в пропорции примерно 2:1. Не забываем при этом, что FADH2 восстанавливает CoQ до CoQH2.

С метаболизмом жиров нам поможет разобраться статья Guaras et al “The CoQH2/CoQ Ratio Serves as a Sensor of Respiratory Chain Efficiency”.

Резюме:

  • Путь электронов через FADH2 приводит к восстановлению CoQ до CoQH2;
  • Высокое соотношение CoQH2/CoQ (восстановленного коэнзима Q по отношению к обычному) приводит к тому, что электроны не могут быть перенесены в Комплекс III, возникает обратный поток электронов (RET, reverse electron transport);
  • Этот обратный поток электронов (RET) приводит к созданию супероксида О2—;
  • RET и генерация реактивных видов кислорода приводит к частичной [и обратимой] деградации Комплекса I;
  • Подавление функции Комплекса I (NADH) и большая выраженность Комплекса III являются адаптацией организма к метаболизму жиров.

Невероятно информативная статья. Сложно даже что-то разжевывать еще более. Но давайте чуть более «помусолим» отдельные пункты.

Восстановление CoQ – часть метаболизма FADH2 (вспоминайте цикл Кребса). Если у нас много восстановленного CoQ и мало его окисленной пары, то снизятся объемы переноса электронов к Комплексу III.

Раз электроны не смогут двигаться «вперед», то они пойдут «обратно» по электронной цепи. Создавая при этом супероксид О2— (не обычный кислород О2, а отрицательно заряженный и очень реактивный ион). О2—  будет восстанавливать супероксиддисмутаза до Н2О2.

Соответственно, обратный поток электронов и реактивные виды кислорода начнут деградацию Комплекса I. Что «усилит» метаболизм через FADH2 (из жиров, грубо говоря).

Важно заметить то, что это физиологический, а не патологический процесс. Так организм в нормальных условиях регулирует метаболизм в зависимости от диеты.

Реактивные виды кислорода очень важны для нормальной функции митохондрий. Но этот как раз тот момент, когда разница в лекарстве и яде в дозировке.

Из интересных вещей хочу заметить, что гипоксия (например) продолжительная гипоксия восстанавливает Комплекс I. Вспоминайте о пранаямах.

Авторы не упоминают, что именно они подразумевают под деградацией Комплекса I. Поэтому не совсем ясно какой временной лаг будет оптимальный при переключении метаболизма с жиров на углеводы. Например, вряд ли окисление цистеиновых белков можно быстро восстановить. Очевидно, переключение не будет «мгновенным» и резкое переключение с кето на глюкозу не стоит рекомендовать.

Выводы для любителей кето:

  • Метаболизм жиров приводит к обратимой деградации Комплекса I;
  • Это не патология, а физиологическая адаптация организма к метаболизму жиров;
  • Метаболизм жиров (судя по всему) будет связан с повышенным уровнем генерации реактивных видов кислорода (в данном случае плохо и хорошо зависит от контекста);
  • Первичная кето-адаптация может быть долгой и мучительной (допустим, для веганов), так и резкая обратная адаптация к глюкозе после продолжительного кето может иметь негативные последствия.

Дальше я предлагаю следующее. Мы все знаем, что комбинация жиры + глюкоза вредит метаболическому здоровью. Давайте в 3-ей части посмотрим, что будет происходить, если мы «кормим» Комплексы I и II одновременно.

Поделиться:

Эволюция, углеводы и функция щитовидной железы

Как вы знаете, уровень Т3 в кето-диете падает. Это, скажем так, является поводом для некоторой озадаченности для LCHF-публики. Что значит снижение Т3, плохо ли это или хорошо – этими и подобными вопросами логично задаваться в подобной ситуации.

Иногда так замечательно выходит, что смена перспективы решает одни проблемы и актуализирует другие. Это и сделал Вольфганг Копп в статье «Питание, эволюция и уровень тироидных гормонов – связь с йододефицитными заболеваниями?»

Вводные:

  • Уровень гормонов щитовидной железы и в частности Т3 зависит от наличия углеводов в диете;
  • Высокоуглеводная диета ассоциируется со значительно более высокими показателями Т3 по сравнению с низкоуглеводной диетой;
  • Наши предки до эпохи земледения ели значительно меньше углеводов (хотя в желудках древних людей находят пшеницу, что тоже важно заметить) и как следствие обладали меньшими значениями Т3;
  • Добавление значительного числа углеводов к низкоуглеводной диете ассоциируется со значительным увеличением концентрации Т3;
  • Большая концентрация Т3 ассоциируется с большими потребностями в йоде; во многих регионах Мира потребность йода превышает доступность;

 

Уровни щитовидных гормонов и питание:

  • Во время голодания концентрация Т3 в крови снижается до плато в 50% примерно в течение 4-6 дней, в это же время уровень [неактивного] изомера rT3 (reverse T3) повышается, а уровень Т4 остается неизменным;
  • Исследования показали, что Т3 снижается не из-за голодания, а из-за снижения углеводов в диете;
  • Рефид белками и/или жира не имеет значительного эффекта на уровень Т3; а около 160 грамм глюкозы полностью восстанавливают уровень Т3;
  • Низкоуглеводная диета ассоциируется с более низкими уровнями Т3; меньше 20 грамм углеводов – Т3 снижается на 50% по сравнению с контрольной группой;

Резкое снижение Т3 на низкоуглеводном питании НЕ связано со снижением поглощения кислорода и с симптомами функционального гипотериодизма (непереносимость холода, сухая кожа, сонливость). Не смотря на сниженные уровни Т3, базовый уровень ТТГ (TSH) в норме или даже немного снижен. Отсутствие клинических симптомов и ТТГ в норме или немного сниженный говорят о том, что организм не страдает из-за снижения Т3 на низкоуглеводной диете.

Причины изменения уровней гормонов щитовидной железы при добавлении углеводов недостаточно ясны.  Судя по всему, пониженный Т3 связан со сниженной периферийной конвертацией Т4 в Т3: в «обычных» условиях заметная часть Т4 (30-40%) периферийно конвертируется в Т3. И в период углеводного голодания периферийный синтез переключается с Т3 на rT3. Изомер rT3 не обладает значим гормональным действием, поэтому получаем общее снижение гормональной активности Т3. При добавлении углеводов в диету начинается периферийный синтез активной Т3 формы.

До эпохи земледения люди зачастую питались низкоуглеводной диетой. Допустим во время ледниковых периодов диета людей не превышала 10 грамм углеводов в день (ссылки на каждое заявление в оригинале присутствуют). В связи с этими историческими данными «неподобающим» уровень Т3 можно считать современный, а не тот, что мы имеем во время голодания и на кето-диете.

Связь с йододефицитными заболеваниями?

Копп предлагает следующее объяснение

С началом эпохи земледелия уровень Т3 человек мог вырасти примерно в 1,5 раза. Это создает дополнительную потребность в йоде. Которая не всегда может быть закрыта нутриентами. Автор предполагает, что изначально уровне Т3 в почте, вероятно, хватало, чтобы обеспечить более низкую потребность в йоде. С началом земледелия и истощением почв уровень йода из локальной диеты часто недостаточен. Отсюда и заболевания.

Выводы для поклонников кето-диеты:

  • Кето не убьет вашу щитовидную железы;
  • Это не кето «снижает» уровень Т3, а присутствие большого количества углеводов в диете поднимает Т3;
  • Поднятый Т3 увеличивает потребность в поступающем с диетой йоде; в тоже время сниженный Т3 на кето понижает потребность в йоде.

Как я и говорил, смена перспективы может многие проблемы поставить «с ног на голову».

Поделиться:

Кетогенная диета и силовые тренировки

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28399015

http://sci-hub.cc/10.1519/JSC.0000000000001935

Небольшой праздник на улице кето-атлетов. Наконец у нас исследование с силовыми тренировками (resistance training). Не только на людях, но еще и на спортсменах.

Коротко

  • На кето лучше терялся жир;
  • На кето сильно прирос общий тестостерон; подрос HDL, лучше была мышечная плотность;
  • Изначально вингейт-тест был на кето-диете хуже, но после рефида сравнялись;
  • Силовые выросли на кето и на обычной диете одинаково;
  • Во время рефида на кето заметно прибавилась сухая масса и жировая (возможно, за счет воды);
  • После рефида на кето заметно вырос уровень триглицеридов в крови

Методология

Исследователи взяли 2 группы атлетов. 13 в кето-группе (KD), 12 в группе западной диеты (WD).

Эксперимент длился 11 недель: 2 недели адаптации, тренировочная программа с 3 по 10 неделю, углеводные рефиды для кето-группы на 11 неделе.

Отбирали из группы в 30 человек (мужчины). В среднем стаж 5,5 лет тренировок, в среднем они приседали с 1,56 собственного веса. Кто не мог присесть с 1,5 собственного веса по правилам IPF в исследование попасть не мог.

«Браковали», если находили следы использования противовоспалительных препаратов и усиливающих спортивных показали добавок (PED, ну вы поняли) в течение 6 недель до теста. Также браковали за курение, экстремальные диеты (вроде голодания) и заболевания, которые могли бы сказаться на результате.

«Сухую» массу (LBM) и жировую массу (FB) измеряли с помощью Dual-energy X-ray absorptiometry (DXA). Коэффициент вариации состава тела участников эксперимента – 1,5%.

Отбор для исследования (после определения максимума (1RM) в приседе по правилам IPF): разминка, 10 повторений с 50% 1RM, затем 5 повторений с 75% 1 RM, затем 5 попыток взять свой максимальный вес. Перерывы между сетами были 3 минуты.

Чем и как их дополнительно измеряли – в тексте оригинальной статьи.

Диета

Кето БЖУ 20% калорий из белка, 75% из жира, 5% из углеводов. Кето проверяли дневником еды и тестированием на кетоны через глюкометр. Кетоны тестировали между 17 и 19 часами, чтобы избежать эффекта повышенного кортизола с утра или после тренировки.

БЖУ западной диеты были 20 / 25 / 55.

На 11 недель у кето-группы был углеводный рефид (у всех). 2 дня 1 грамм углеводов на 1 кг, 2 дня 2 гр на 1 кг веса, 2 дня 3 гр на 1 кг. И изокалорийное снижение перед финальным тестированием.

У них был трехдневный сплит объемных тренировок в неделю. 2 недели адаптации к диете, 7 недель объемных тренировок и 2 недели «tapering», снижения нагрузки перед финальным тестированием.

Результаты

Сухая масса (LBM) выросла в обоих группах. KD 2,4%, WD 4,4% на отметке в 10 недель. После рефида стала в KD 7,3%, в WD 3,6%). То есть только кето-группа показала рост LBM во время 11 недели (рефида для кето). Абсолютное изменение LBM было выше в кето-диете.

Жировая масса в группах была примерно одинакова изначально и заметно снизилась в обеих группах: KD -22,4%, WD -13%. Во время рефида жировая масса кето-группы выросла на 5,6%. Но с 1 по 10 неделю потеря жировой массы была больше у кето-группы.

Толщина мышц также значительно выросла в обеих группа KD 5,2%, WD 3,5%. Толщина мышц в кето-группе заметно выросла после рефида (на 8,0%). В целом толщина мышц больше за все время увеличилась на кето-диете.

Результаты вингейт-теста (Wingate) улучшались у WD-группы, у KD-нет. Но KD группа росла в показателях теста с 10 до 11 недели. К концу эксперимента группы не различались по силовым показателям.

У кето-группы немного вырос HDL, хотя общий холестерин и LDL остались в группах на прежних уровнях. В кето-группе заметно выросли триглицериды после рефида.

Общий тестостерон заметно поднялся в кето-группе, свободный не менялся. Голодный инсулин не менялся.

Обсуждение

К повышению триглицеридов исследователи относятся спокойно, так как панель липидов при этом не ухудшилась.

Рост жировой массы во время углеводного рефида после кето-диеты можно трактовать не только как рост непосредственной жировой ткани, но и как рост за счет воды, при меньшем росте собственно липидов.

Обе диеты вместе с тренировками увеличивали сухую массу и снижали жировую.

Во время снижения нагрузки в последние 2 недели (tapering) объем мышечных волокон увеличился на 11% по сравнению с периодами опустошения гликогена из-за тренировок и низкоуглеводного питания (другое исследование).

Ранее исследование Phinney заметило, что мышечный гликоген во время отдыха был на 50% ниже в кето-группе, чем в западной диете, но у циклических атлетов. Хотя исследования этой группы на грызунах показали, что гликоген KD и WD групп в силовых тренировках не различался. Вероятно, за счет механизмов сохранения гликогена на кето.

В WD было плато сухой массы на 11 неделе, в то время как на KD она росла (вместе с жиром или водой/жиром, напоминаю).

Данные исследований различаются, но это и сами исследователи приводят аргументы/ссылки в пользу того, что на кето растет HDL и снижается инсулин и триглицериды.

Предыдущие исследования группы показывали, что в период сокращения калорий общий тестостерон на кето сохранялся на западной диете падал. Рост общего тестостерона исследователи атрибутируют больше доступности в кето насыщенных жиров, как сырья для биосинтеза гормонов.

Протокол тренировок

Monday Wednesday Friday
Hypertrophy Lower Body + Bench Hypertrophy Upper Body Strength Total Body  
Squat 3×15 Incline DB Press 3×15 Squat 4×5
Lunges 3×15 Bent Row 3×15 Lunges 4×5
(1) Leg Extension 3×15 Rvs Grip Bent Row 3×15 Bench 4×5
(2) Leg Curl 3×15 (1) BB Shoulder Press 3×15 BB Shoulder Press 4×5
Bench 3×15 (2) Lateral Pulldown 3×15 Pullups w/ Weight Jacket 4×5
Stiff Leg Deadlift 3×15 (1) Rear Delt Fly 3×15
Hyperextension

(1)  Leg Press

(2)  Calf Press

3×15 (2) Pec Fly

(1)  Preacher Curl

(2)  Skullcrusher

(1)  BB Bicep Curl

(2)  Tricep Pullover

3×15
3×15 3×15
3×15 3×15
3×15
3×15

 

 

 

Intensity Progression Week 3-6/7-10

 

 

Rep Progression Week 3-6/7-10

(Hypertrophy, Strength) (Hypertrophy, Strength)
Week 1: 65%, 85% Week 1: 15, 5
Week 2: 70%, 90% Week 2: 12, 4
Week 3: 75%, 90% Week 3: 10, 3
Week 4: 77.5%, 95-100% Week 4: 8, 1-2

* All auxillary movements were eliminated during the taper such as leg extensions, leg curls, etc.

* Rest was 60-90 seconds on hypertrophy days and 3-5 minutes on strength days

 

Измерения показателей в кето и западной диете

  Wk 0 KD Wk 0 WD Wk 10 KD Wk 10 WD Wk 11 KD Wk 11 WD
Total Mass (g) 80.0 ± 14.8 78.3± 9.6 77.4 ± 13.2 78.9 ± 9.2 82.3 ± 13.7 79.0 ± 9.0
Muscle Thickness (cm) @ 5.25 ± 0.7 5.0 ± 0.6 5.5 ± 0.6 * 5.18 ± 0.7 * 5.7 ± 0.7 *# 5.17 ± 0.7 *
Bench Press (lbs) 252.7 ± 44.8 248.8 ± 36.44 261.2 ± 263.3 ± 36.4 275.38 ± 42.8 265.0± 34.3 *#
44.8 * * *#
Squat (lbs) 287.31± 55.1 271.3± 46.1 303.1± 59.4 298.5± 44.9 * 315.38 ± 60.6 304.6 ± 43.1 *
* *#
Wingate Power (W) 849.78 ± 182.72 828.8 ± 161.3 834.4± 904.1 ± 901.6± 909.4 ± 150.7 *
@ 177.1 150.7 * 209.4*#
Testosterone Total (ng/dL) @ 569.5±168.7 608.5±163.7 XXXXX XXXXX 687.4±

195.9*$

572.8±151.8
Testosterone Free (pg/mL) 12.8±4.4 12.6±3.7 XXXXX XXXXX 12.8±3.4 12.9±3.9
Insulin (mIU/L) 7.1±5.9 8.8±7.9 6.5±4.1 8.9±7.2 7.2±3.7 6.3±2.1
Blood Glucose (mg/dL) 83 ± 9.9 81 ± 6.5 78 ± 6.9 83 ± 7.8 82 ± 6.3 84 ± 7.6
Triglycerides (mg/dL) @ 73.2± 21.9 78.7 ± 31.7 73.3 ± 20.2 71.8 ± 22.2 102.5±27.8

*#$

70± 25.9
Total holesterol (mg/dL) 173.9 ± 49.1 142.9± 42.1 174± 49.8 122.5 ± 23.0 177.3±49.3 123.08±24.4
HDL (mg/dL) 44.7± 20.9 52.6± 9.4 51.9 ± 17.9 49.75 ± 8.0 51.5±17.9 49.7±8.0

 

Кетоны в крови

 

Другие показатели

Поделиться:

ПНЖК, мутации десатураз жировых кислот и здоровье современного человека

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28333262

http://high-fat-nutrition.blogspot.ru/2017/03/the-pathology-of-evolution.html

FADS гены кодируются десатуразы жировых кислот, которые важные для конвертации короткоцепочных ПНЖК в длинноцепочные.

Исследование концентрируется на изменение однонуклеотидных полиморфизмов (SNP, снипов) под действием смены диеты европейцев с бронзового века до нашего.

Переход к земледелию от охоты и собирательство означает снижение в диете длинноцепочных ПНЖК: ЭПК (EPA, 20:5ω-3), ДГК (DHA, 22:6ω-3) и арахидоновой кислоты (ARA, 20:4ω-6); и одновременный повышением в диете короткоцепочных ПНЖК: линолевой кислоты (LA, 18:2ω-6) и альфа-линоленовой кислоты (ALA, 18:3ω-3).

Авторы показали, что за несколько тысяч лет есть тенденция на отбор тех аллелей FADS генов, которые более активно синтезируют длинноцепочные ПНЖК и более коротких.

Рисунок, уверен, не требует комментариев.

Умные мысли по этому поводу (не мои):

  • Процесс адаптации вида к злакам еще идет полным ходом; Если мы не относимся к везунчикам с нужной мутацией, то простейший способ защиты – регрессировать в диету охотников-собирателей (порезать злаки и увеличить; Если мы еще не адаптировались, а жрем злаки как не в себя, то получите болезни в виде реакции на это несоответствие;
  • Адаптация первого поколения может быть маладаптацией последующего; Если у нас есть мутация FADS генов, которая позволяет нам активно синтезировать длинноцепочные ПНЖК и более коротких, то при неумном потреблении злаков мы насинтезируем себе большое количество таких кислот, и тоже получим метаболические проблемы по схеме, описанной в прошлой заметке схеме. То есть больше инсулина и сахара в клетки — тот же метаболический синдром.

То есть как ни крути, в этой картинке ничего хорошего нет.

На этом я временно закончу с ПНЖК.

Поделиться: