断食生酮与胆固醇及其升高详解
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引言:理解脂质在能量代谢转变中的角色
断食与生酮饮食的共同核心是诱导人体从以葡萄糖为主要燃料的代谢状态,转变为以脂肪酸和酮体为主要燃料的代谢状态。这种代谢转换深刻地影响了肝脏和脂肪组织的脂质处理方式,进而改变了血液中各类脂质的水平和功能。
一、 甘油三酯(Triglycerides, TG)
甘油三酯是脂肪在人体内的主要储存形式,是重要的能量仓库。
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传统作用与风险: 在常规饮食下,高甘油三酯血症(通常指空腹水平> 1.7 mmol/L)被视为心血管疾病的独立风险因素。其风险源于多个方面:富含TG的脂蛋白(如乳糜微粒和极低密度脂蛋白VLDL)及其残粒可直接促进动脉粥样硬化;此外,高TG水平通常与低水平的高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和出现sdLDL的模式密切相关。
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断食/生酮下的科学转变: 在碳水化合物摄入极低或断食的状态下,人体发生以下关键变化:
- 分解加速: 胰岛素水平急剧下降。胰岛素是抑制脂肪分解的主要激素。低胰岛素水平解除了对脂肪细胞的刹车,导致其大量释放脂肪酸进入血液。这些脂肪酸被肝脏摄取,一部分用于生成酮体,另一部分则被重新酯化为甘油三酯,装入VLDL颗粒中释放入血。
- 看似矛盾的现象: 因此,在生酮饮食或断食的初期,由于脂肪动员剧烈,血液中的甘油三酯水平可能暂时性升高。然而,随着代谢适应性的建立,身体更高效地将脂肪酸直接用于产热和能量生成,而不是将其重新打包成VLDL。
- 长期降低: 绝大多数长期研究表明,持续的营养性生酮状态能够显著降低空腹甘油三酯水平,通常可降低超过20%,甚至更多。例如,一项发表在American Journal of Clinical Nutrition的研究发现,生酮饮食组受试者的甘油三酯从平均1.62 mmol/L下降至1.02 mmol/L,降幅显著高于低脂饮食组。这是因为身体从根本上减少了需要运输的过量甘油三酯,肝脏VLDL的合成和分泌在适应后趋于稳定甚至减少。
结论: 在断食/生酮背景下,甘油三酯的短期波动是代谢过渡期的正常现象。长期来看,其水平显著下降,反映了身体从“储存脂肪”模式成功切换到“燃烧脂肪”模式,此时的低TG水平是代谢健康改善的强有力标志。
二、 胆固醇(Cholesterol)与低密度脂蛋白(LDL)
胆固醇是所有细胞膜的关键组成部分,也是合成 steroid 激素、维生素D和胆汁酸的必需原料。它由肝脏合成,并通过脂蛋白在血液中运输。
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低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的“悖论”
- 常规认知: LDL-C被称为“坏胆固醇”,因为高水平的LDL-C与心血管疾病风险增加明确相关。其机制是LDL颗粒携带的胆固醇沉积在动脉血管壁内,形成粥样斑块。
- 断食/生酮下的变化: 生酮饮食和断食常常会引起总胆固醇(TC)和LDL-C水平的上升,这在传统医学视角下是令人担忧的。然而,最新研究揭示,单纯看LDL-C的浓度可能具有误导性,更重要的是分析LDL颗粒的数量、大小和密度。
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小而密低密度脂蛋白(sdLDL)与大而浮低密度脂蛋白(lbLDL) 这是理解该悖论的关键。LDL颗粒并非均一的:
- 小而密LDL(sdLDL): 这些颗粒更小、更致密。它们更容易被氧化,更容易穿透动脉内膜,滞留时间更长,因此具有极强的致动脉粥样硬化能力。高碳水化合物饮食,尤其是高糖饮食,是导致sdLDL模式(模式B)的主要原因。
- 大而浮LDL(lbLDL): 这些颗粒更大、更蓬松。它们不易被氧化,不易滞留于血管壁,因此致动脉粥样硬化性显著更低。
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断食/生酮对LDL亚型的影响: 生酮和断食饮食尽管可能升高总LDL-C,但会引发一种非常有利的转变:
- 从“坏”到“好”的转变: 极低的胰岛素水平和高脂肪摄入会促使LDL颗粒从危险的小而密(模式B) 向相对良性的大而浮(模式A) 转变。
- 机制: 低胰岛素水平减少了肝脏合成脂肪酸和甘油三酯。由于VLDL颗粒的核心是甘油三酯,当甘油三酯减少时,胆固醇酯转移蛋白(CETP)介导的脂质交换活动减弱。这导致形成的LDL颗粒更大、富含胆固醇酯而非甘油三酯。
- 临床意义: 因此,一个在生酮饮食后总LDL-C为 4.5 mmol/L 的人,其风险可能远低于一个总LDL-C为 3.8 mmol/L 但以sdLDL为主的人。评估风险时,LDL颗粒数量(LDL-P) 或 sdLDL-C的直接测量 比总LDL-C浓度更重要。
研究文献支持:
- 一项发表在 Nutrition & Metabolism 上的研究发现,与低脂饮食相比,低碳水化合物生酮饮食在减轻体重的同时,虽然使LDL-C略有增加,但显著降低了sdLDL颗粒的数量,并改善了其他脂质指标。
- Volek, J. S., & Phinney, S. D. (2012) 在他们的著作 The Art and Science of Low Carbohydrate Living 中详细综述了碳水化合物限制如何促使LDL亚型从模式B向模式A转化。
三、 高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)
HDL被称为“好胆固醇”,其主要功能是逆向胆固醇转运——将外周组织(包括动脉血管壁)的胆固醇回收并运回肝脏处理。
一致性的积极影响: 断食和生酮饮食对HDL-C的影响是明确且积极的。极低碳水化合物摄入和脂肪摄入增加能显著提高HDL-C水平。这是因为在脂肪作为主要燃料的代谢状态下,HDL的代谢周转加快。较高的HDL-C水平与较低的心血管风险相关,在此背景下,它是代谢健康改善的另一个正面指标。水平从平均 1.0 mmol/L 升至 1.3-1.5 mmol/L 或更高是常见现象。
总结与综合评估
在断食和生酮饮食的代谢环境下,评估血脂健康需要超越传统的脂质面板(Lipid Panel):
- 甘油三酯(TG): 长期大幅下降(如从 2.0 mmol/L 降至 1.0 mmol/L 以下)是代谢灵活性增强和胰岛素敏感性改善的黄金指标。
- 高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C): 水平上升是有益的,反映了逆向胆固醇转运功能的增强。
- 低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)与总胆固醇(TC): 可能出现上升,但需谨慎解读。其风险性很大程度上取决于亚型的变化。LDL颗粒从小而密向大而浮的转变是降低风险的关键。应更关注非HDL-C、apoB或直接检测sdLDL-C等更先进的指标。
最终建议: 个体在进行生酮或定期断食时,若发现血脂变化,不应仅凭传统参考范围感到恐慌。建议进行更深入的脂蛋白亚组分分析(如NMR或凝胶电泳),并结合炎症标志物(如hs-CRP)、血糖和胰岛素水平等,在专业人士的指导下进行全面、现代化的风险评估。
主要参考文献:
- Volek, J. S., & Phinney, S. D. (2012). The Art and Science of Low Carbohydrate Living. Beyond Obesity LLC.
- Athinarayanan, S. J., et al. (2019). Long-Term Effects of a Novel Continuous Remote Care Intervention Including Nutritional Ketosis for the Management of Type 2 Diabetes: A 2-Year Non-randomized Clinical Trial. Frontiers in Endocrinology, 10, 348.
- Norwitz, N. G., & Feldman, D. (2021). The Ketogenic Diet for Obesity and Diabetes. Endocrinology and Metabolism Clinics of North America, 50(1), 1-20.
- Bang, D. H., et al. (2021). The Effect of Low-Carbohydrate Ketogenic Diet and Intermittent Fasting on Lipid Profile and Body Composition in Korean Women with Obesity: A Randomized Controlled Trial. Nutrition Research and Practice, 15(5), 582-597.
- Tinahones, F. J., et al. (2008). The Role of Dietary Fat on the Lipoprotein Subfraction Profile in Patients with Metabolic Syndrome. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases, 18(10), 659-665.
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