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生酮飲食（英語：ketogenic diet）字面意思是「會產生酮體的飲食」，其為一種高脂肪，充足蛋白質，極低碳水化合物飲食[1]。這種飲食的特色是讓食物嚴重缺乏碳水化合物，強迫身體燃燒脂肪而非碳水化合物，進而產生酮體；醫學上主要在用於治療難以控制（難治）的兒童癲癇。
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通常，食物中的碳水化合物會轉化為葡萄糖，才在體內運輸，而葡萄糖是大腦的重要能量；然而，如果飲食中只有很少量的碳水化合物，肝臟會將脂肪轉化為脂肪酸和酮體，酮體能進入大腦並取代葡萄糖作為能量來源。血中酮體濃度升高，稱為酮症，會降低癲癇發作的頻率[2]。約有半數患有癲癇的兒童和年輕人試過某種形式的生酮飲食，發現癲癇發作次數至少減半，且即使停止生酮飲食，效果仍可持續[3]。一些證據顯示，患有癲癇的成年人可能受益於這樣的飲食，且使用較寬鬆的方案（如：改良的阿特金斯飲食）效果相近[2]。可能的副作用包括便秘、高膽固醇、生長減緩、酸中毒和腎結石[4]。
原來兒童癲癇使用的治療性飲食，只提供足夠的蛋白質供身體生長和修復，維持（與年齡和身高相對應的）體重需要的充足熱量。典型的治療性生酮飲食是1920年代發展來治療兒童癲癇，並在接下來的十年被廣泛應用，但在有效的抗癲癇藥物問世後，受歡迎程度日漸下降。這種典型生酮飲食的「脂肪」與「蛋白質和碳水化合物組合」重量比是 4：1。[5]為了達到這個比例，飲食需避免高碳水化合物食物，如：澱粉類蔬果、麵包、麵、穀物和糖，同時增加高脂食物（如：堅果、奶油和黃油）的攝取[2]。多數膳食脂肪由長鏈三酸甘油酯（long-chain triglycerides，LCT）分子組成。然而，由較短碳鏈脂肪酸組成的中鏈三酸甘油酯（medium-chain triglycerides，MCT）比 LCT，生酮能力更好。MCT 生酮飲食是典型版的變型，使用富含 MCT 的椰子油，大約提供一半的總熱量。這種變型飲食需要的總脂肪較少，可以食用的碳水化合物和蛋白質比例較高，因此允許的食物選擇更多[6][7]。
1990年代中期，好萊塢製片人吉姆·亞伯拉罕（Jim Abrahams）創立查理基金會（Charlie Foundation）推廣生酮飲食。他的兒子患有嚴重癲癇症，但使用飲食療法後控制良好。宣傳出現在〈日界線（美國NBC電視節目）〉和〈…先求無害〉（1997），由梅麗·史翠普主演的電視電影。這個基金會贊助一項多中心研究，結果在 1996 年發布，標示著飲食重新得到科學界的關注[2]。
研究還探索了生酮飲食對許多其他神經疾病的可能療效，其中包括：阿茲海默症、肌萎縮性脊髓側索硬化症、自閉症、腦癌、頭痛、神經損傷、疼痛、帕金森氏症和睡眠障礙[8]。
癲癇，僅次於中風，是第二常見的神經內科疾病[9]，全球患病者約5000萬人[10]。被診斷的患者可在反覆發生，且無其它誘因就發作。皮質神經元過度激發、過度同步或兩者並存時，導致正常腦功能的暫時中斷。它可能會影響肌肉、感官、意識或以上組合。發作可以是局部性（局限在部分大腦）或全身性（在整個大腦廣泛傳播，並導致意識喪失）。癲癇能有各種原因；某些形式被歸為癲癇症候群，其中多數始於兒童期。當二或三種抗癲癇藥物無法控制時，稱為頑固型癲癇。癲癇患者中，約60％可在使用第一種藥物後控制，而30％左右無法以藥物控制。當藥物失敗時，其他治療包括：癲癇手術、迷走神經刺激和生酮飲食[9]。
生酮飲食是飲食療法的主流，它被發展來重現成功治療癲癇，並消除非主流且療效有限的禁食療法[Note 1] 。雖然它在1920年代和1930年代很流行，但在許多有效的新抗癲癇藥物上市後，大部分已被放棄[2]。對大多數的癲癇患者而言，藥物能成功控制癲癇發作。然而，儘管試了許多不同藥物，仍有 20-30％ 無法有效控制[11]。對於這群患者，和特別是兒童，再次在癲癇治療中發揮作用[2][12]。
古希臘醫生利用改變患者飲食治療包括癲癇在內的疾病。希波克拉底文集的一份早期論文《論神聖疾病》描述這癲癇，這可追溯到公元前400年左右。作者反對當時流行的觀點：癲癇的病因和治療都是超自然的，並指出飲食療法具有理性及物理基礎[Note 2]。在這個文集中，《流行病學》作者描述了一個男性患者，他的癲癇症才發病就立刻被治癒，是透過完全禁絕食物和飲料[Note 3]。御醫埃拉西斯特拉圖斯說：「對易發癲癇者，應立刻禁食不用同情，且只能少量進食[Note 4]。」蓋倫認為「減毒飲食[Note 5]」可能可以治療輕症並對其他患者有益[13]。
1911年第一個以禁食治療癲癇的現代研究在法國進行[14]。來自各年齡層的20個癲癇患者，透過食用低熱量素食，與間歇性禁食和排泄，來「排毒」。其中兩位受益匪淺，但大多數無法遵守這些限制。與會使思慮遲鈍的藥物溴化鉀相比，飲食改善患者的心理能力[15]。
大約此時，體育文化的美國推動者伯納爾·麥克法登（Bernarr Macfadden）推廣禁食來恢復健康。他的追隨者，巴特爾克里克（密西根州）的骨科醫師休伊·威廉·康克林（Hugh William Conklin）博士開始推薦他的癲癇患者進行禁食療法。康克林推測小腸的派伊爾斑塊分泌毒素到血中引起癲癇發作。他建議禁食持續18至25天可使這種毒素消失。康克林可能用他的「水食療」治了數百名癲癇患者，並吹噓治癒率在兒童有 90％，成人則降至 50％。後來分析康克林的病歷記錄顯示「20％ 患者免於癲癇發作，50％ 患者有些許改善」[12]。
康克林的禁食療法被神經內科醫生用於主流臨床診療中。1916年，麥克默里博士投稿《紐約醫學雜誌》，聲稱自1912年來，先是禁食，接著進行無澱粉和無糖飲食，已成功治療癲癇患者。在1921年，著名內分泌學家亨利·羅爾·加耶林（Henry Rawle Geyelin）在美國醫學會大會報告他的經驗。在親眼目睹康克林的成功後，他嘗試治療36位患者以重現結果。雖然只經過短期的研究追蹤，得到相似的結果。1920年代的進一步研究發現禁食停止後，癲癇又再發作。查爾斯·P·霍蘭德（Charles P. Howland）是康克林治療成功患者的父母，也是一位富有的紐約公司律師。他捐5000美元贊助弟弟約翰·伊萊亞斯·霍蘭德（John Elias Howland）研究「飢餓的酮症」。約翰·E·霍蘭德（翰霍·霍普金斯醫院的兒科教授）利用這筆錢資助神經內科醫師斯坦利·科布（Stanley Cobb）及其助手威廉·G·倫諾克斯（William G. Lennox）的研究[12]。
1921年，羅林·特納·伍德亞特（Rollin Turner Woodyatt）回顧飲食和糖尿病的研究。酮體是以下三種水溶性化合物（β-羥基丁酸，乙醯乙酸和丙酮）的總稱，由健康人的肝臟產生，特別是在飢餓狀態，或攝取低碳水化合物的高脂飲食[12]。梅奧醫院的拉塞爾·莫爾斯·懷爾德（Russell Morse Wilder）博士基於這個研究，創造「生酮飲食」一辭來描述能在血中產生大量酮體（酮症）的飲食（攝取過量的脂肪，且缺少碳水化合物）。懷爾德希望食療中由禁食得到好處，可以無限期地維持。他在1921年對一些癲癇患者進行的試驗，首次以生酮飲食治療癲癇[12]。
懷爾德的同事，兒科醫師麥尼·古斯塔夫·彼得曼（Mynie Gustav Peterman），確定了生酮飲食的經典配方，兒童體重每公斤等於每天 1 公克蛋白質和 10-15 公克碳水化合物，剩餘的卡路里來自脂肪。1920年代彼得曼的工作確定了誘導和維持飲食的技術。彼得曼記錄了正面效果（改善警覺性、行為和睡眠）和不良反應（因酮症而引起的噁心和嘔吐）。1925年彼得曼報告食療對兒童非常有效：37名年輕患者中，95％ 飲食改善癲癇發作，60％ 無癲癇發作。1930年，針對 100 名青少年和成人進行研究。來自梅奧醫院的老克利福德·約瑟夫·巴博卡（Clifford Joseph Barborka, Sr.）發現：較年長的受試者 56％ 有改善，12％ 無癲癇發作。儘管成人的研究結果與兒童的現代研究結果相似，但它們與當代研究的結果並不相同。 巴博卡總結，成人的食療效果較差，直到1999年後才再對成人進行生酮飲食研究[12][16]。
1920年代到1930年代間生酮飲食被廣泛使用和研究，因當時僅有的抗癲癇藥物是鎮靜劑溴化物（1857年發現）和苯巴比妥（1912年發現）。這種情況在1938年改變，當時小海勒姆·休斯頓·梅里特（H. Houston Merritt, Jr.）和特拉西·普特南（Tracy Putnam）發現苯妥英（Dilantin），研究重點轉向發現新藥。隨著1970年代丙戊酸鈉的發現，神經內科醫師已可使用多種藥物，有效治療多種癲癇症候群和各種型態的癲癇發作。迄今，生酮飲食多只使用於雷葛氏症候群等難治病例，並愈來愈少使用[12]。
在1960年代，發現中鏈三酸甘油酯（MCTs）與正常膳食脂肪（主要是長鏈三酸甘油酯）相比，每單位能量可產生更多的酮體[17]。 MCT 的吸收更有效率，且能更快透過肝門靜脈系統而非淋巴系統送到肝臟[18]。經典生酮飲食需嚴格限制碳水化合物，父母很難依此製作孩子可以忍受的可口食物。1971年，彼得·哈滕洛赫爾 （Peter Huttenlocher）設計了一種生酮飲食，其中約 60％ 的卡路里來自 MCT 油脂，且可加入更多蛋白質，且碳水化合物含量可達到經典生酮飲食的三倍。將油與至少其兩倍體積的的脫脂牛乳混合，冷卻，並在餐中啜飲或摻入食物中。以此治療 12 位頑固型癲癇發作的兒童和青少年。大多數兒童的癲癇發作得到控制和警覺性也改善，結果與經典生酮飲食相似。胃腸不適是個問題，並使一名患者放棄食療，但飯菜更容易準備且較容易被孩子接受[17]。許多醫院以 MCT 飲食取代經典生酮飲食，儘管部分院所的飲食是兩者的組合[12]。
1994年10月，生酮飲食在美國的全國性媒體曝光，NBC電視節目《日界線》報導查理·亞伯拉罕（Charlie Abrahams）的故事，他是好萊塢製片人吉姆·亞伯拉罕（Jim Abrahams）的兒子。這個兩歲孩子患有癲癇症，但主流和替代療法皆無法有效控制。亞伯拉罕在一份給父母的癲癇指南中找到生酮飲食，並帶查理到仍提供生酮食療的翰霍·霍普金斯醫院約翰·M·弗里曼（John M. Freeman）。在食療後，查理的癲癇症迅速控制下來，且他的後續發育恢復正常且仍持續。因此啟發亞伯拉罕創立查理基金會來促進飲療和贊助研究[12]。一項多中心前瞻性研究始於1994年，結果在1996年的美國癲癇學會報告，並在1998年發表[19]。對飲食的科學探索因此引爆。1997年，亞伯拉罕製作一部由梅麗·史翠普主演的電視電影〈…先求無害〉，其中一名年輕男孩的頑固型癲癇以生酮飲食治療成功[2]。
到了2007年，45個國家的約75個醫學中心提供生酮飲食，和限制較少的改良型食療（例如：改良的阿特金斯飲食），特別是針對年齡較大的兒童和成人。進行中的研究也利用生酮飲食來治療癲癇以外的各種疾病[2]。
人體所需能量的三大來源，分別為碳水化合物、蛋白質以及脂肪。生酮飲食最簡單的法則，就是大幅降低碳水化合物比例，空缺出來的部分就靠脂肪類填補。
| 能量來源 | 一般飲食 | 生酮飲食[20] |
|---|---|---|
| 碳水化合物（醣） | 55％ | 5-10％ |
| 脂肪 | 30％ | 70-80％ |
| 蛋白質 | 15％ | 10-20％ |
正常情況下，碳水化合物經人體吸收後會轉化為葡萄糖運往身體各處及供給能量，尤其是用於維持大腦運作。然而由於生酮飲食中只攝取少量的低碳水化合物，肝臟便會將脂肪轉換為脂肪酸和酮體。酮體運到腦部取代葡萄糖成為能量來源。當血液中酮體含量達到一定程度時，即為酮症，能緩和癲癇的頻繁發作[2]。使用過生酮飲食的兒童或青年癲癇病患中，有半數的癲癇發作次數減到原來的一半，而且其效果在停用生酮飲食後仍然可以繼續[21]。有一些證據表示生酮飲食對有癲癇的成年人也有幫助，而且一些比較不嚴格的方案，例如調整過的阿特金斯健康飲食法也有類似的效果[2]。
最早期生酮飲食應用在治療兒童癲癇，只提供足夠供身體成長、組織修復、以及有足夠的食物熱量蛋白質[Note 6]，讓兒童的體重可以維持在其年齡及身高下的理想值內。標準治療性的生酮飲食是在1920年代所發展，用來治療兒童癲癇，在之後的十年廣為使用，但之後出現了有效的抗驚厥藥物，應用生酮飲食進行兒童癲癇的風潮就減退了。在飲食上會排除高醣類的食物，例如穀類、麵包，義大利麵、其他富含澱粉或糖份的蔬菜水果、以及糖，飲食上也會增加富含脂肪的食物，例如堅果、奶油、牛油[2]、椰子油、酪梨等等。
在1990年代中期，好萊塢製片人吉姆·亞伯拉罕的兒子有嚴重癲癇，因著生酮飲食而良好控制。吉姆·亞伯拉罕創立了查理基金會（Charlie Foundation）推廣生酮飲食。曾在NBC的《日界線》節目中推廣，1997年由梅麗·史翠普主演的電視影集《...First Do No Harm》也是有關同一主題。查理基金會也贊助多中心的學術研究，其結果在1996年發表，也讓科學家對生酮飲食有更多的關注[2]。
除了癲癇以外，目前也正在研究，生酮飲食對於其他神經疾病是否有治療效果，這些疾病包括糖尿病、阿茲海默症 （AD）、肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）、自閉症、腦腫瘤、頭痛、腦損傷、疼痛、帕金森氏症（PD）及睡眠障礙[8]。但為避免動物脂肪的其他危害，建議採取植物性油脂的橄欖油、芥花子油、星星果油、葵花籽油等，而不吃全穀雜糧類及水果等醣類食物，容易缺乏維生素B、C等營養素，必須攝取補充劑以補足營養。[22][23]
生酮飲食副作用的相關論文研究極多，
醫界目前的建議是生酮飲食應被視為一種治療方式，而非個人嗜好，所以需在醫師顧問指導下進行[26][27]同時家中要備有酮體檢驗器材時時關注自身酮含量，警覺異常現象[6]。
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