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生酮饮食(英语:ketogenic diet)字面意思是“会产生酮体的饮食”,其为一种高脂肪,充足蛋白质,极低碳水化合物饮食[1]。这种饮食的特色是让食物严重缺乏碳水化合物,强迫身体燃烧脂肪而非碳水化合物,进而产生酮体;医学上主要在用于治疗难以控制(难治)的儿童癫痫。
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通常,食物中的碳水化合物会转化为葡萄糖,才在体内运输,而葡萄糖是大脑的重要能量;然而,如果饮食中只有很少量的碳水化合物,肝脏会将脂肪转化为脂肪酸和酮体,酮体能进入大脑并取代葡萄糖作为能量来源。血中酮体浓度升高,称为酮症,会降低癫痫发作的频率[2]。约有半数患有癫痫的儿童和年轻人试过某种形式的生酮饮食,发现癫痫发作次数至少减半,且即使停止生酮饮食,效果仍可持续[3]。一些证据显示,患有癫痫的成年人可能受益于这样的饮食,且使用较宽松的方案(如:改良的阿特金斯饮食)效果相近[2]。可能的副作用包括便秘、高胆固醇、生长减缓、酸中毒和肾结石[4]。
原来儿童癫痫使用的治疗性饮食,只提供足够的蛋白质供身体生长和修复,维持(与年龄和身高相对应的)体重需要的充足热量。典型的治疗性生酮饮食是1920年代发展来治疗儿童癫痫,并在接下来的十年被广泛应用,但在有效的抗癫痫药物问世后,受欢迎程度日渐下降。这种典型生酮饮食的“脂肪”与“蛋白质和碳水化合物组合”重量比是 4:1。[5]为了达到这个比例,饮食需避免高碳水化合物食物,如:淀粉类蔬果、面包、面、谷物和糖,同时增加高脂食物(如:坚果、奶油和黄油)的摄取[2]。多数膳食脂肪由长链甘油三酯(long-chain triglycerides,LCT)分子组成。然而,由较短碳链脂肪酸组成的中链甘油三酯(medium-chain triglycerides,MCT)比 LCT,生酮能力更好。MCT 生酮饮食是典型版的变型,使用富含 MCT 的椰子油,大约提供一半的总热量。这种变型饮食需要的总脂肪较少,可以食用的碳水化合物和蛋白质比例较高,因此允许的食物选择更多[6][7]。
1990年代中期,好莱坞制片人吉姆·亚伯拉罕(Jim Abrahams)创立查理基金会(Charlie Foundation)推广生酮饮食。他的儿子患有严重癫痫症,但使用饮食疗法后控制良好。宣传出现在〈日界线(美国NBC电视节目)〉和〈…先求无害〉(1997),由梅丽·史翠普主演的电视电影。这个基金会赞助一项多中心研究,结果在 1996 年发布,标示著饮食重新得到科学界的关注[2]。
研究还探索了生酮饮食对许多其他神经疾病的可能疗效,其中包括:阿兹海默症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、自闭症、脑癌、头痛、神经损伤、疼痛、帕金森氏症和睡眠障碍[8]。
癫痫,仅次于中风,是第二常见的神经内科疾病[9],全球患病者约5000万人[10]。被诊断的患者可在反复发生,且无其它诱因就发作。皮质神经元过度激发、过度同步或两者并存时,导致正常脑功能的暂时中断。它可能会影响肌肉、感官、意识或以上组合。发作可以是局部性(局限在部分大脑)或全身性(在整个大脑广泛传播,并导致意识丧失)。癫痫能有各种原因;某些形式被归为癫痫症候群,其中多数始于儿童期。当二或三种抗癫痫药物无法控制时,称为顽固型癫痫。癫痫患者中,约60%可在使用第一种药物后控制,而30%左右无法以药物控制。当药物失败时,其他治疗包括:癫痫手术、迷走神经刺激和生酮饮食[9]。
生酮饮食是饮食疗法的主流,它被发展来重现成功治疗癫痫,并消除非主流且疗效有限的禁食疗法[Note 1] 。虽然它在1920年代和1930年代很流行,但在许多有效的新抗癫痫药物上市后,大部分已被放弃[2]。对大多数的癫痫患者而言,药物能成功控制癫痫发作。然而,尽管试了许多不同药物,仍有 20-30% 无法有效控制[11]。对于这群患者,和特别是儿童,再次在癫痫治疗中发挥作用[2][12]。
古希腊医生利用改变患者饮食治疗包括癫痫在内的疾病。希波克拉底文集的一份早期论文《论神圣疾病》描述这癫痫,这可追溯到公元前400年左右。作者反对当时流行的观点:癫痫的病因和治疗都是超自然的,并指出饮食疗法具有理性及物理基础[Note 2]。在这个文集中,《流行病学》作者描述了一个男性患者,他的癫痫症才发病就立刻被治愈,是透过完全禁绝食物和饮料[Note 3]。御医埃拉西斯特拉图斯说:“对易发癫痫者,应立刻禁食不用同情,且只能少量进食[Note 4]。”盖伦认为“减毒饮食[Note 5]”可能可以治疗轻症并对其他患者有益[13]。
1911年第一个以禁食治疗癫痫的现代研究在法国进行[14]。来自各年龄层的20个癫痫患者,透过食用低热量素食,与间歇性禁食和排泄,来“排毒”。其中两位受益匪浅,但大多数无法遵守这些限制。与会使思虑迟钝的药物溴化钾相比,饮食改善患者的心理能力[15]。
大约此时,体育文化的美国推动者伯纳尔·麦克法登(Bernarr Macfadden)推广禁食来恢复健康。他的追随者,巴特尔克里克(密歇根州)的骨科医师休伊·威廉·康克林(Hugh William Conklin)博士开始推荐他的癫痫患者进行禁食疗法。康克林推测小肠的派伊尔斑块分泌毒素到血中引起癫痫发作。他建议禁食持续18至25天可使这种毒素消失。康克林可能用他的“水食疗”治了数百名癫痫患者,并吹嘘治愈率在儿童有 90%,成人则降至 50%。后来分析康克林的病历记录显示“20% 患者免于癫痫发作,50% 患者有些许改善”[12]。
康克林的禁食疗法被神经内科医生用于主流临床诊疗中。1916年,麦克默里博士投稿《纽约医学杂志》,声称自1912年来,先是禁食,接著进行无淀粉和无糖饮食,已成功治疗癫痫患者。在1921年,著名内分泌学家亨利·罗尔·加耶林(Henry Rawle Geyelin)在美国医学会大会报告他的经验。在亲眼目睹康克林的成功后,他尝试治疗36位患者以重现结果。虽然只经过短期的研究追踪,得到相似的结果。1920年代的进一步研究发现禁食停止后,癫痫又再发作。查尔斯·P·霍兰德(Charles P. Howland)是康克林治疗成功患者的父母,也是一位富有的纽约公司律师。他捐5000美元赞助弟弟约翰·伊莱亚斯·霍兰德(John Elias Howland)研究“饥饿的酮症”。约翰·E·霍兰德(翰霍·霍普金斯医院的儿科教授)利用这笔钱资助神经内科医师斯坦利·科布(Stanley Cobb)及其助手威廉·G·伦诺克斯(William G. Lennox)的研究[12]。
1921年,罗林·特纳·伍德亚特(Rollin Turner Woodyatt)回顾饮食和糖尿病的研究。酮体是以下三种水溶性化合物(β-羟基丁酸,乙酰乙酸和丙酮)的总称,由健康人的肝脏产生,特别是在饥饿状态,或摄取低碳水化合物的高脂饮食[12]。梅奥医院的拉塞尔·莫尔斯·怀尔德(Russell Morse Wilder)博士基于这个研究,创造“生酮饮食”一辞来描述能在血中产生大量酮体(酮症)的饮食(摄取过量的脂肪,且缺少碳水化合物)。怀尔德希望食疗中由禁食得到好处,可以无限期地维持。他在1921年对一些癫痫患者进行的试验,首次以生酮饮食治疗癫痫[12]。
怀尔德的同事,儿科医师麦尼·古斯塔夫·彼得曼(Mynie Gustav Peterman),确定了生酮饮食的经典配方,儿童体重每公斤等于每天 1 公克蛋白质和 10-15 公克碳水化合物,剩馀的卡路里来自脂肪。1920年代彼得曼的工作确定了诱导和维持饮食的技术。彼得曼记录了正面效果(改善警觉性、行为和睡眠)和不良反应(因酮症而引起的恶心和呕吐)。1925年彼得曼报告食疗对儿童非常有效:37名年轻患者中,95% 饮食改善癫痫发作,60% 无癫痫发作。1930年,针对 100 名青少年和成人进行研究。来自梅奥医院的老克利福德·约瑟夫·巴博卡(Clifford Joseph Barborka, Sr.)发现:较年长的受试者 56% 有改善,12% 无癫痫发作。尽管成人的研究结果与儿童的现代研究结果相似,但它们与当代研究的结果并不相同。 巴博卡总结,成人的食疗效果较差,直到1999年后才再对成人进行生酮饮食研究[12][16]。
1920年代到1930年代间生酮饮食被广泛使用和研究,因当时仅有的抗癫痫药物是镇静剂溴化物(1857年发现)和苯巴比妥(1912年发现)。这种情况在1938年改变,当时小海勒姆·休斯顿·梅里特(H. Houston Merritt, Jr.)和特拉西·普特南(Tracy Putnam)发现苯妥英(Dilantin),研究重点转向发现新药。随著1970年代丙戊酸钠的发现,神经内科医师已可使用多种药物,有效治疗多种癫痫症候群和各种型态的癫痫发作。迄今,生酮饮食多只使用于雷葛氏症候群等难治病例,并愈来愈少使用[12]。
在1960年代,发现中链甘油三酯(MCTs)与正常膳食脂肪(主要是长链甘油三酯)相比,每单位能量可产生更多的酮体[17]。 MCT 的吸收更有效率,且能更快透过肝门静脉系统而非淋巴系统送到肝脏[18]。经典生酮饮食需严格限制碳水化合物,父母很难依此制作孩子可以忍受的可口食物。1971年,彼得·哈滕洛赫尔 (Peter Huttenlocher)设计了一种生酮饮食,其中约 60% 的卡路里来自 MCT 油脂,且可加入更多蛋白质,且碳水化合物含量可达到经典生酮饮食的三倍。将油与至少其两倍体积的的脱脂牛乳混合,冷却,并在餐中啜饮或掺入食物中。以此治疗 12 位顽固型癫痫发作的儿童和青少年。大多数儿童的癫痫发作得到控制和警觉性也改善,结果与经典生酮饮食相似。胃肠不适是个问题,并使一名患者放弃食疗,但饭菜更容易准备且较容易被孩子接受[17]。许多医院以 MCT 饮食取代经典生酮饮食,尽管部分院所的饮食是两者的组合[12]。
1994年10月,生酮饮食在美国的全国性媒体曝光,NBC电视节目《日界线》报导查理·亚伯拉罕(Charlie Abrahams)的故事,他是好莱坞制片人吉姆·亚伯拉罕(Jim Abrahams)的儿子。这个两岁孩子患有癫痫症,但主流和替代疗法皆无法有效控制。亚伯拉罕在一份给父母的癫痫指南中找到生酮饮食,并带查理到仍提供生酮食疗的翰霍·霍普金斯医院约翰·M·弗里曼(John M. Freeman)。在食疗后,查理的癫痫症迅速控制下来,且他的后续发育恢复正常且仍持续。因此启发亚伯拉罕创立查理基金会来促进饮疗和赞助研究[12]。一项多中心前瞻性研究始于1994年,结果在1996年的美国癫痫学会报告,并在1998年发表[19]。对饮食的科学探索因此引爆。1997年,亚伯拉罕制作一部由梅丽·史翠普主演的电视电影〈…先求无害〉,其中一名年轻男孩的顽固型癫痫以生酮饮食治疗成功[2]。
到了2007年,45个国家的约75个医学中心提供生酮饮食,和限制较少的改良型食疗(例如:改良的阿特金斯饮食),特别是针对年龄较大的儿童和成人。进行中的研究也利用生酮饮食来治疗癫痫以外的各种疾病[2]。
人体所需能量的三大来源,分别为碳水化合物、蛋白质以及脂肪。生酮饮食最简单的法则,就是大幅降低碳水化合物比例,空缺出来的部分就靠脂肪类填补。
能量来源 | 一般饮食 | 生酮饮食[20] |
---|---|---|
碳水化合物(糖) | 55% | 5-10% |
脂肪 | 30% | 70-80% |
蛋白质 | 15% | 10-20% |
正常情况下,碳水化合物经人体吸收后会转化为葡萄糖运往身体各处及供给能量,尤其是用于维持大脑运作。然而由于生酮饮食中只摄取少量的低碳水化合物,肝脏便会将脂肪转换为脂肪酸和酮体。酮体运到脑部取代葡萄糖成为能量来源。当血液中酮体含量达到一定程度时,即为酮症,能缓和癫痫的频繁发作[2]。使用过生酮饮食的儿童或青年癫痫病患中,有半数的癫痫发作次数减到原来的一半,而且其效果在停用生酮饮食后仍然可以继续[21]。有一些证据表示生酮饮食对有癫痫的成年人也有帮助,而且一些比较不严格的方案,例如调整过的阿特金斯健康饮食法也有类似的效果[2]。
最早期生酮饮食应用在治疗儿童癫痫,只提供足够供身体成长、组织修复、以及有足够的食物热量蛋白质[Note 6],让儿童的体重可以维持在其年龄及身高下的理想值内。标准治疗性的生酮饮食是在1920年代所发展,用来治疗儿童癫痫,在之后的十年广为使用,但之后出现了有效的抗惊厥药物,应用生酮饮食进行儿童癫痫的风潮就减退了。在饮食上会排除高糖类的食物,例如谷类、面包,意大利面、其他富含淀粉或糖份的蔬菜水果、以及糖,饮食上也会增加富含脂肪的食物,例如坚果、奶油、牛油[2]、椰子油、酪梨等等。
在1990年代中期,好莱坞制片人吉姆·亚伯拉罕的儿子有严重癫痫,因著生酮饮食而良好控制。吉姆·亚伯拉罕创立了查理基金会(Charlie Foundation)推广生酮饮食。曾在NBC的《日界线》节目中推广,1997年由梅丽·史翠普主演的电视影集《...First Do No Harm》也是有关同一主题。查理基金会也赞助多中心的学术研究,其结果在1996年发表,也让科学家对生酮饮食有更多的关注[2]。
除了癫痫以外,目前也正在研究,生酮饮食对于其他神经疾病是否有治疗效果,这些疾病包括糖尿病、阿兹海默症 (AD)、肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)、自闭症、脑肿瘤、头痛、脑损伤、疼痛、帕金森氏症(PD)及睡眠障碍[8]。但为避免动物脂肪的其他危害,建议采取植物性油脂的橄榄油、芥花子油、星星果油、葵花籽油等,而不吃全谷杂粮类及水果等糖类食物,容易缺乏维生素B、C等营养素,必须摄取补充剂以补足营养。[22][23]
生酮饮食副作用的相关论文研究极多,
医界目前的建议是生酮饮食应被视为一种治疗方式,而非个人嗜好,所以需在医师顾问指导下进行[26][27]同时家中要备有酮体检验器材时时关注自身酮含量,警觉异常现象[6]。
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