生酮饮食和低热量饮食对酮代谢和脂质代谢的短期影响

《The Journal of Nutritional Biochemistry》：Short-term effect of Ketogenic diet and Low-calorie diet on Ketometabolism and lipid metabolism

　　本研究比较了3天生酮饮食（KD）与48小时低热量饮食（LCD）对健康人群酮代谢和血脂的影响。结果显示KD显著提高β-羟基丁酸等酮体水平（平均10倍），但TAG下降幅度（98.3%）未达统计显著性；而LCD使TAG下降显著（99.1%）。KD组基线胰腺多肽3-36水平升高约3倍，提示可能抑制食欲。两组均未改变胆汁酸水平，且KD的酮代谢增强效果优于LCD。研究证实KD在促进酮体生成方面更具优势，但改善血脂效果不如LCD显著。

　　本研究旨在探讨短时实施的生酮饮食（KD）和低热量饮食（LCD）对代谢过程的影响，尤其是对生酮代谢和血脂异常的改善作用。通过对健康志愿者的实验，研究者分析了两种饮食方式在促进脂肪分解、提升酮体水平、改善血脂状况以及对胆汁酸和神经及胰腺肽的影响。这些发现为未来研究这两种饮食在代谢疾病中的长期效果提供了重要的参考依据。

### 生酮饮食的机制与影响

生酮饮食作为一种非药物治疗手段，最初于20世纪20年代被开发用于治疗癫痫。随着研究的深入，其在神经保护方面的潜力也被发现，例如在脑外伤等情况下。近年来，生酮饮食还被应用于肥胖、2型糖尿病以及代谢功能障碍相关脂肪肝（MASLD）的治疗。这一饮食方式的特点是显著降低碳水化合物摄入，通常低于总能量摄入的5%至10%，同时增加脂肪摄入比例至超过70%。这种饮食模式通过减少胰岛素水平，促使体内储存脂肪的分解以提供能量，从而增加脂解作用和循环中的游离脂肪酸（FFAs）水平。在肝脏中，非酯化脂肪酸（NEFA）可以通过重新酯化形成甘油三酯（TAG）或通过β-氧化转化为乙酰辅酶A，进而进入三羧酸循环进行完全氧化，或者进入生酮途径，生成酮体如乙酰乙酸（AcAc）和β-羟基丁酸（β-OHB）。这些酮体随后被释放到血液中，供脑和心脏等器官使用。

研究者发现，在实施生酮饮食后，参与者体内3-羟基丁酸（3-HB）的浓度显著上升，平均增加了10倍。这表明生酮饮食在促进生酮代谢方面具有显著效果。此外，一些羟基脂肪酸如3-和2-羟基癸酸的浓度也显著增加，这进一步支持了生酮饮食对脂肪氧化的促进作用。然而，值得注意的是，尽管生酮饮食能够显著提升酮体水平，但在进行3天的生酮饮食后，未观察到显著的胆汁酸浓度变化。这一发现表明，虽然生酮饮食对代谢过程有深远影响，但其对胆汁酸水平的调控作用可能并不显著。

### 低热量饮食的影响

与生酮饮食不同，低热量饮食（LCD）通过限制热量摄入来促进生酮代谢。在本研究中，LCD组包括20名健康女性，年龄范围在19.4至34.8岁之间，BMI在18.9至29.6 kg/m2之间。研究者发现，在48小时内，3-羟基丁酸的浓度显著上升，平均增加了111%。这表明低热量饮食同样能够有效促进生酮代谢。然而，与生酮饮食相比，低热量饮食在促进血脂变化方面表现更为显著。在48小时的LCD干预期间，大多数甘油三酯（TAG）种类的浓度下降了高达72%，且这些变化在统计学上具有显著性。相比之下，生酮饮食在3天内虽然也能减少某些TAG种类的浓度，但这些变化并未达到统计学显著水平。

这一差异可能与两种饮食方式的机制不同有关。生酮饮食通过改变宏量营养素比例，限制碳水化合物摄入并增加脂肪摄入，从而诱导脂肪分解和酮体生成。而低热量饮食则通过减少总热量摄入，促使身体进入一种类似于饥饿状态的代谢模式，从而加速脂肪分解和酮体生成。因此，尽管两种饮食都能诱导生酮代谢，但低热量饮食在短期内对血脂水平的改善更为显著。

### 代谢变化与生理指标

为了更全面地评估这两种饮食对代谢的影响，研究者还分析了参与者的完整脂类、胆汁酸以及神经和胰腺肽的变化。在生酮饮食干预后，参与者体内多种脂类的浓度下降，包括某些TAG种类、溶血磷脂酰乙醇胺（LPE）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）。这些变化可能有助于改善血脂状况，降低心血管疾病的风险，并提升肝脏功能。然而，研究者指出，这些变化并未达到统计学显著性，这可能与样本量较小或个体差异有关。

在神经和胰腺肽方面，研究者发现生酮饮食能够显著提升胰腺多肽（PP）3-36的浓度。这一结果表明，生酮饮食可能具有一定的食欲抑制作用。PP3-36是一种与食欲调控相关的肽，其浓度的增加可能提示身体在摄入低碳水化合物和高脂肪饮食后，对食物的需求减少。相比之下，低热量饮食对多种神经和胰腺肽的影响更为显著，其中NPY1-36、NPY3-36和PP3-36的浓度均显著上升，这可能与短期热量限制引起的代谢变化有关。

### 代谢组学与脂质组学分析

为了深入理解这两种饮食对代谢的影响，研究者采用了代谢组学和脂质组学分析方法。代谢组学分析涵盖了多种代谢物，包括酮体、羟基脂肪酸、氨基酸及其代谢产物。通过这些分析，研究者能够观察到不同代谢物在生酮饮食和低热量饮食干预后的变化趋势。例如，在生酮饮食干预后，3-羟基丁酸和乙酰乙酸的浓度显著上升，这反映了生酮代谢的增强。而低热量饮食则表现出更广泛的代谢变化，包括多种TAG、LPE和LPC的浓度下降。

脂质组学分析进一步揭示了两种饮食对完整脂类的影响。研究者发现，无论是生酮饮食还是低热量饮食，均能显著降低某些TAG的浓度。然而，这些变化在统计学上仅在低热量饮食中得到显著支持。此外，研究者还发现，生酮饮食在促进脂肪氧化方面表现出更强的效果，这可能与其较高的脂肪摄入比例有关。

### 胆汁酸的变化

胆汁酸的代谢在维持消化系统健康和脂类代谢中起着重要作用。然而，本研究发现，无论是生酮饮食还是低热量饮食，均未对胆汁酸浓度产生显著影响。这一结果可能与研究的时间跨度较短有关，因为胆汁酸的浓度变化通常需要更长时间的干预才能显现。此外，研究者指出，虽然已有文献表明生酮饮食可能对胆汁酸浓度产生显著影响，但这些研究多基于长期干预，而本研究的短期干预可能不足以观察到这种变化。

### 代谢模式的比较

通过主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA），研究者能够比较生酮饮食和低热量饮食对代谢模式的影响。这些分析结果显示，尽管两种饮食均能显著改变代谢物的浓度，但生酮饮食在提升酮体水平方面更为显著。此外，某些TAG种类在两种饮食干预后均表现出浓度下降的趋势，但这些变化在统计学上仅在低热量饮食中得到显著支持。这表明，低热量饮食在短期内对血脂状况的改善更为有效。

### 未来研究方向

尽管本研究提供了关于生酮饮食和低热量饮食对代谢影响的重要信息，但仍存在一些局限性。例如，样本量较小可能限制了研究结果的普遍适用性。此外，低热量饮食组的女性参与者比例较高，这可能影响结果的性别代表性。研究者指出，尽管存在这些限制，所有参与者均在标准化条件下进行研究，这有助于确保数据的准确性和可靠性。

未来的研究可以进一步探讨这两种饮食在长期应用中的效果，尤其是在代谢疾病患者中的表现。此外，研究者还可以扩大样本量，以更全面地评估不同性别和年龄组的代谢反应。同时，结合更多的生理指标和临床数据，可以更深入地理解这两种饮食对代谢健康的综合影响。

综上所述，本研究揭示了生酮饮食和低热量饮食在促进生酮代谢和改善血脂状况方面的不同作用。生酮饮食在提升酮体水平方面表现出更强的效果，而低热量饮食在短期内对血脂状况的改善更为显著。这些发现为未来研究这两种饮食在代谢疾病中的应用提供了重要的理论基础和实践指导。