Odżywianie
Niskowęglowodanowa dieta ketogeniczna osłabia metabolizm serca i funkcje poznawcze - lipiec-sierpień 2011
W ciągu ostatnich kilku lat pojawiło się wiele dowodów na to, że diety o ograniczonej zawartości węglowodanów są bardziej skuteczne w odchudzaniu, niż diety niskotłuszczowe. Oprócz zmniejszenia masy ciała, diety niskowęglowodanowe wydają się poprawiać profil lipidów. Badania wykazały, że dieta ketogeniczna w stylu Atkinsa, która zawiera witaminy i suplementy, spowodowała znaczniejsze zmniejszenie wagi niż dieta niskotłuszczowa. Wraz z pozbyciem się średnio 11 kg, dietetycy zauważyli u stosujących dietę niskowęglowodanową spalenie większej ilości tkanki tłuszczowej, obniżenie poziomu trójglicerydów i podniesienie poziomu HDL (dobrego cholesterolu). Dla porównania, stosujący dietę niskotłuszczową stracili średnio 6 kg. Każdemu kulturyście mówię, że w pierwszy tydzień niskowęglowodanowej diety ketogenicznej jest najgorszy, pojawia się uczucie znużenia i wielu ludzi nie jest w stanie trzeźwo myśleć. Czy to przypadek, czy coś się dzieje w mózgu i ciele?
Wysokobiałkowa/wysokotłuszczowa dieta włącza geny odpowiedzialne za spalanie tłuszczu
Badania na ludziach i zwierzętach wskazują, że tłuszcze zawarte w pożywieniu zwiększają ekspresję genów regulujących metabolizm tłuszczu w mięśniach szkieletowych. Poziom kwasów tłuszczowych w osoczu wzrasta po krótkotrwałej, wysokotłuszczowej diecie, co również powoduje wzrost ekspresji niektórych kluczowych genów powiązanych z metabolizmem kwasów tłuszczowych.
Przeprowadzono badania nad powiązaniami nisko- i wysokotłuszczowej diety a zmianami w enzymach, które kontrolują metabolizm tłuszczu u mężczyzn trenujących wytrzymałościowo. W jednym z nich stwierdzono, że zaledwie pięć dni na diecie wysokotłuszczowej i wysokobiałkowej w połączeniu z 20-minutowym treningiem przyspiesza u sportowców spalanie tłuszczu niemal dwukrotnie, w porównaniu ze sportowcami jedzącymi dużo węglowodanów. Dodatkowo, zauważono znaczący wzrost poziomu enzymów odpowiedzialnych za utlenianie tłuszczów w mięśniach szkieletowych u stosujących dietę wysokotłuszczową. Podsumowując, podniesienie poziomu wolnych kwasów tłuszczowych powoduje zwiększenie ilości białek rozprzęgających.
Co się dzieje w mózgu i sercu?
Białka rozprzęgające (UCP, z ang. uncoupling proteins), które znajdują się w mięśniach, a także w tkance tłuszczowej, są również w mózgu i sercu. Pewnie nasuwa wam się pytanie „a co to, u licha, te białka rozprzęgające?!”. Dr Dan Gwartney w jednym ze swoich artykułów zaproponował całkiem niezłe wyjaśnienie: „Rozprzęganie jest procesem, który jest podobny do wciskania sprzęgła w skrzyni biegów. Gdy sprzęgło jest wciśnięte (wyłączone), silnik jest „odłączony”, a moc nie jest przekazywana na koła. Zatem, gdy sprzęgło jest wciśnięte, silnik się obraca, ale nie generuje ruchu. Jeżeli silnik pracuje, produkowana energia jest tracona w postaci ciepła. Jeśli użyjemy pedału gazu, to silnik kręci się szybciej, ale samochód nie pojedzie tak długo, jak sprzęgło jest włączone. Ale przy wciśniętym pedale gazu, wzrasta zużycie energii (benzyny) i wydziela się więcej ciepła do otoczenia."
Załapaliście? W skrócie, stymulowanie UCP pobudza termogenezę i powoduje wzrost zapotrzebowania energetycznego wewnątrz komórek. Ciekawostką jest fakt, że fizjologicznie UCP są stymulowane przez podwyższone stężenie wolnych kwasów tłuszczowych, które są obficie wydzielane przy stosowaniu diety niskowęglowodanowej. Z badań jasno wynika, że długotrwała, niskowęglowodanowa ketogeniczna dieta ma pożądany rezultat jeśli chodzi o tłuszcze – ale wpływ na mózg i serce nie jest w pełni jasny.
Shawn, przepraszam za kiepski wywiad – to UCP w moim mózgu zostały pobudzone!
Widziałem to setki razy – Shawn Ray przeprowadza wywiad z wyzutym z węglowodanów kulturystą, facet nagle się odłącza i po chwili mówi: „a jakie było pytanie?”. To nie jest przypadek! Naukowcy w „American Journal of Clinical Nutrition” opisali eksperyment, w którym zdrowi, młodzi mężczyźni zostali poddani przez tydzień niskowęglowodanowej ketogenicznej diecie, składającej się z 70% kalorii z tłuszczu, 4% węglowodanów i 26% białka. Badacze wykorzystali rezonans magnetyczny serca i rezonans magnetyczny, który jest nieinwazyjnym sposobem pomiaru procesów fizjologicznych zachodzących w sercu. Okazało się, że po upływie siedmiu dni na diecie niskowęglowodanowej, poziom wysokoenergetycznej fosfokreatyny w sercu był obniżony, co wiązało się z zaburzeniami funkcji poznawczych. Co ciekawe, kiedy badani wrócili do normalnego żywienia, wpływ na serce i mózg został odwrócony. To może tłumaczyć niektóre fizjologiczne efekty diety niskowęglowodanowej, jednak wiele osób twierdzi, że po pierwszym tygodniu objawy się poprawiają, jako że ciało dostosowuje się do niskiego poziomu węglowodanów.
Wysoki poziom wolnych kwasów tłuszczowych stymuluje UCP w mózgu i sercu
Po siedmiu dniach niskowęglowodanowej, ketogenicznej diety, ilość wolnych kwasów tłuszczowych w osoczu wzrasta zgodnie z oczekiwaniami, równocześnie z niewielkim ubytkiem na wadze. Bardziej istotnym odkryciem było zauważenie, że dieta niskowęglowodanowa obniżyła wysokoenergetyczny metabolizm fosforanów w sercu. W normalnych warunkach fizjologicznych, wolne kwasy tłuszczowe (FFA, z ang. free fatty acids) i glukoza są głównymi substratami przemian energetycznych w sercu, dostarczanie ich powoduje zużywanie tlenu przez mięsień sercowy. Badania obrazowe serca wykazały, że zwiększona ilość FFA dostępna w osoczu zwiększa szybkość utleniania FFA w mięśniu sercowym. Utlenianie FFA wymaga 11% więcej tlenu na atom węgla niż utlenianie glukozy, więc w sercu pojawia się zwiększony popyt metaboliczny. Stwierdzono, że białko rozprzęgające UCP3 w sercu było stymulowane poprzez wzrost poziomu wolnych kwasów tłuszczowych. Wcześniej twierdzono, że mitochondrialne rozprzęganie może tłumaczyć zwiększone zużycie tlenu w czasie zwiększenia wykorzystania FFA w sercach psów. To mogłoby wyjaśnić niższe poziomy PCr/ATP w sercu, spowodowane zwiększoną ekspresją białek rozprzęgających, co zwiększyło wykorzystanie substratów metabolicznych – podobnie jak przy spadku PCr /ATP w mięśniach po intensywnym wysiłku.
Innym ciekawym odkryciem było to, że energia metaboliczna serca powróciła do normy, gdy badani wrócili z powrotem do poprzedniej diety. Również stwierdzono, że osoby na niskowęglowodanowej, ketogenicznej diecie słabo radziły sobie z testami, co wskazuje na zaburzenia koncentracji i spadek możliwości intelektualnych – w tym skupienia uwagi i pamięci. Naukowcy stwierdzili, że podwyższony poziom kwasów tłuszczowych w krwiobiegu może powodować w mózgu deficyty energii podobne do tych, zaobserwowanych w sercu. Mózg jest zależny od glukozy, która jest jego paliwem; zatem może tak być, że ograniczenie węglowodanów jest odpowiedzialne za zaobserwowane problemy z koncentracją, szczególnie, gdy dawka węglowodanów w wysokości 4% była połączona z dietą wysokotłuszczową. Jest możliwym, że większa ilość ketonów w osoczu, która towarzyszy wysokotłuszczowej diecie i może zostać użyta przez mózg, rekompensuje zmniejszoną dostępność węglowodanów. Generalnie, koncepcja wysokotłuszczowej diety powinna uwzględniać wpływ wolnych kwasów tłuszczowych na zaburzenia na poziomie komórkowym.
Podsumowując, badania wskazują, że wysoki poziom wolnych kwasów tłuszczowych powoduje aktywację UCP – które zwiększają zapotrzebowanie metaboliczne komórek, w tym tych w mózgu oraz sercu. Po siedmiu dniach stosowania diety niskowęglowodanowej przez szczupłych, zdrowych ochotników zaobserwowano spadek metabolizmu serca i pogorszenie pamięci oraz koncentracji. Te efekty ustępowały, gdy badani powracali do normalnego żywienia. To może być powodem, czemu tak wielu kulturystów narzeka na pierwszy tydzień niskowęglowodanowej diety ketogenicznej i nazywa go „tygodniem piekła”. Długoterminowe efekty niskowęglowodanowej diety nie są poznane, ale badania krótkoterminowych efektów mogą wyjaśnić zmęczenie i spadek możliwości koncentracji, podczas stosowania tej diety.
