케톤식이 요법이 심장과 뇌에 미치는 영향

배경:

케토제닉 식단은 설명할 수 없지만 간질 사례 수에 대한 현저한 감소 효과로 인해 치료 저항성 간질 치료에 오랫동안 사용되어 왔습니다. 최근 몇 년 동안 심혈관 질환 치료에서 케톤체의 잠재력에 대한 관심이 높아지고 있지만 순환하는 케톤체(케토시스) 수치가 지속적으로 상승하는 효과는 충분히 밝혀지지 않았습니다. 케톤체는 간에서 높은 수준의 지방산으로 생성되며 단식 중에 뇌와 심장의 중요한 에너지원으로 작용합니다. 케톤 대사에 의한 에너지 생성은 포도당 및 지방산 대사보다 산소 집약도가 낮으므로 케톤 물질은 심장의 에너지 효율이 높은 기질이 될 수 있습니다. 인슐린 저항성 개인 및 심장병 환자는 인슐린 저항성 상태로 인해 심장에서 포도당을 연소하는 데 어려움이 있으므로 유리 지방산 및 케톤과 같은 다른 에너지원에 의존합니다. 케톤은 지방산에 비해 산소를 절약하기 때문에 케톤식이 요법은 관상 동맥이 좁아진 환자의 심장에 필요한 산소를 잠재적으로 줄일 수 있습니다.

최근 연구에 따르면 케톤체는 인슐린과 포도당에 의한 최대 자극에도 불구하고 심장에 효율적으로 흡수되는 것으로 나타났습니다. 이 연구에서 건강한 피험자는 지속적인 케톤 주입으로 순환 케톤체의 수준을 약 4밀리몰(mM)로 증가시켰고, 그 결과 심장 포도당 소비가 50% 감소했습니다. 실험에서 유리지방산의 소비량은 변하지 않았고 심장의 전반적인 활동은 동일했기 때문에 심장 에너지 소비량의 최대 50%가 케톤체에 의해 충당되었습니다. 또한, 높은 수준의 케톤체는 심장으로 가는 혈류를 현저하게 증가시켰습니다.

전통적인 케토제닉 다이어트에는 탄수화물과 단백질의 총량보다 3~4g의 지방이 포함되어 있습니다. 케톤 물질 수준은 "규칙적인 식사"를 하는 사람들의 ~0.1 mM에 비해 약 7 mM로 증가합니다. 불행히도 다이어트는 다이어트 계획에 대한 완전한 헌신이 필요하고 불쾌한 위장 부작용을 유발할 수 있으므로 시간이 지남에 따라 다이어트를 유지하는 데 큰 어려움이 있습니다.

따라서 지방이 총 에너지 소비량의 약 65%에 기여하고 순환하는 케톤체가 식이 개입 3주 후 약 0.4mM로 증가하는 수정된 케톤 생성 식단이 큰 관심을 끌고 있습니다. 신체의 중요 기관에서 임상적으로 보호 효과를 얻기 위해 얼마나 높은 케톤 수치가 필요한지는 아직 알려지지 않았지만, 케톤 수치는 항당뇨병 약물인 SGLT(나트륨-포도당 공수송체)-2로 치료받은 환자와 동일한 수준에 도달할 것으로 예상됩니다. 억제제. SGLT-2 억제는 최근 연구에서 제2형 당뇨병 환자에서 인상적인 심혈관 및 신장 보호 효과를 나타냈으며, 이는 많은 연구자와 임상의가 순환 케톤체의 상승된 수준에 미치는 영향 때문이라고 합니다. 증가된 수준의 케톤체는 또한 인지 장애 또는 경미한 알츠하이머병 환자의 인지 기능을 개선하는 것으로 나타났습니다. 이것은 잠재적으로 케토시스에서 볼 수 있는 뇌 혈관의 관류 증가로 설명될 수 있습니다.

컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔과 결합된 양전자 방출 단층촬영(PET)은 종양학적 병기결정 및 치료 모니터링에서 잘 확립된 비침습적 영상 기법입니다. 이 기술은 또한 대부분의 물질 또는 대사산물이 적절한 PET 동위원소로 표지될 수 있기 때문에 대사산물의 운명을 추적하는 데에도 적합합니다. PET는 예를 들어 직접 정량화를 가능하게 하는 충분한 공간적 및 시간적 해상도를 가지고 있습니다. 흡수 및 산화 속도, 그리고 우리 부서에서 심장 효율, 산소 소비 및 지방산 대사를 평가하는 데 성공적으로 사용되었습니다. 연구자들은 현재 인간 연구를 위해 11C-Hydroxybutyrate(11C-3-OHB)라고 하는 케톤체용 PET 추적자를 개발하고 검증하고 있습니다. 일단 개발되면 연구자들은 케톤체 생성 및 표준 서양식이 요법 동안 케톤체의 생체 분포 및 동역학의 변화를 감지할 수 있습니다.

목적:

이 프로젝트의 전반적인 목표는 상대적으로 간단하고 저렴한 변형된 케톤식이 요법이 제2형 당뇨병 및 허혈성 심장 질환의 위험이 있는 다른 사람들의 효과적인 비약물적 치료가 될 수 있는지 여부를 조사하는 것입니다. 연구자들은 PET에서 비침습적 이미징을 사용하여 케톤과 지방산의 대사가 변화하는지 여부와 케토시스 동안 심장의 혈류가 증가하는지 여부를 조사하기를 원합니다. 골격근 및 지방 조직의 혈액 및 조직 샘플을 검사하여 이들 조직의 인슐린 감수성과 혈액 내 지질 조성에 대한 케톤 생성 식이의 영향을 평가합니다. 또한 연구자들은 케톤증으로 관찰되는 인지 기능의 개선이 뇌의 관류 증가로 인한 것인지를 조사할 예정이며, 이는 15O-water PET와 자기 공명(MR) 스캔을 결합하여 감지할 수 있습니다.

제2형 당뇨병 및 허혈성 심장 질환에 대한 기존 치료법은 종종 상당한 약리학적 개입을 수반하며 참가자는 종종 올바른 치료법을 준수하는 데 어려움을 겪습니다. 이는 비순응 때문일 수도 있지만, 특히 심각한 질병의 경우 약리학적 치료가 유발할 수 있는 상호작용 및 부작용 때문일 수도 있습니다.

이 프로젝트를 통해 연구자들은 임상적 맥락에서 최신 PET/CT 심장 검사를 활용하기를 원합니다. 따라서 연구자들은 이 프로젝트가 상대적으로 간단한 케톤식이 요법이 제2형 당뇨병이나 심장병 위험이 있는 다른 개인의 효과적인 비약물적 치료가 될 수 있는 가능성을 강조하기를 희망합니다.

행동 양식:

이 연구는 50-70세 연령 그룹의 12명의 건강한 비만 참가자(BMI: 28-40kg/m2)에서 무작위 위약 대조 교차 연구로 수행됩니다. 포함되기 전에 참가자는 건강, 혈액 검사, 신장, 체중, 혈압 및 ECG 측정에 대한 대화를 포함하는 연구를 위해 호출됩니다. 각 시험 참가자는 3주 동안 두 번의 시험 기간을 거치게 되며, 이 기간 동안 resp를 따라야 합니다. 시험 기간 사이에 1주일의 침출이 있는 무작위 순서의 케톤 생성 식단/표준 식단.

참가자는 식이요법을 준수하는지 확인하기 위해 두 연구 기간 동안 약 일주일에 한 번 전화로 연락을 받게 됩니다. 또한 케톤체의 농도는 참가자가 집에서 휴대용 혈당 측정기의 케톤 스트립을 사용하여 매일 두 번(오전 7시 및 오후 7시) 측정합니다. 참가자가 케톤식이 요법을 한 지 1주일 후에 케톤체가 0.3mM 미만으로 증가하면 추가 후속 조치 없이 연구에서 제외됩니다.

각 시험 기간이 끝나면 시험 참가자는 PET 스캔 및 대사 연구의 시험일에 호출됩니다. 시험일까지 72시간 동안 피험자는 알코올과 격렬한 신체 활동을 피해야 합니다. 활동 측정기로 신체 활동을 모니터링하고 24시간 혈압 모니터(24시간)로 혈압/혈관 경직을 모니터링합니다. 또한 kl에서 금식하도록 요청받을 것입니다. 모든 시험일 전인 21일 저녁. 각 시험 기간 후 참가자는 이중 에너지 X선 흡수계측법(DXA) 스캔과 MR 스캔을 받게 됩니다.