Международный эндокринологический журнал 1(7) 2007

Введение (сущность проблемы)

Вопросы диетического (ограничительно-диетического) питания продолжают оставаться предметом дискуссий как среди специалистов, так и в рядах заинтересованной общественности. Во многом взаимное непонимание в данной области обусловлено отсутствием единого определения, например, «углеводно-ограниченная» или «низкожировая» диета. В то же время многие специалисты в области медицины питания настаивают на несомненной связи наблюдаемой в наше время своего рода эпидемии метаболических расстройств и хронической гиперпродукции инсулина у значительной части населения большинства стран мира, что, в первую очередь, обусловлено стабильно избыточным потреблением углеводов (H. Hutchins , 2006). В этой связи вопросы степени и эффективности ограничения углеводного компонента пищи являются актуальными в современной диетологии. Важность проблемы усугубляется фактом нередкого прогрессирования дислипидемий на фоне успешного снижения массы тела в результате диетотерапии независимо от характера таковой.

Вопросы патогенеза

Вопреки распространенному мнению, избыток углеводов в рационе питания до определенных пределов не сопровождается интенсификацией липогенеза. Сдвиги обмена заключаются в подавлении липолиза и насыщении оксидативного пути утилизации моносахарида. Лишь при условии достижения полного насыщения такового запускаются как печеночные, так и внепеченочные механизмы образования жиров из углеводов (K.J. Acheson et al., 1988; C. Bouchard et al., 1990; T.J. Horton et al., 1995; A. Golay et al., 1996; A. Aarsland et al., 1997). В клиническом исследовании O. Lammert и соавторами показано идентичное увеличение жировых депо организма на фоне изокалорических суточных рационов с избытком либо углеводного, либо жирового диетического компонента (2000).

Возникновение и прогрессирование инсулинорезистентности (ИР) и, в результате, — сахарного диабета 2‑го типа (СД 2) тесным образом патогенетически связаны со стойко избыточным уровнем свободных жирных кислот (СЖК) в сыворотке крови, а содержание СЖК в мышечной ткани является своего рода достоверным маркером ИР (G. Perseghin et al., 1997). По данным G.I. Shulman (2000), СЖК влияют на раннюю стадию активации переносчика GLUT4.

Механизмы эффектов диетического ограничения углеводов

Потенциальные благоприятные эффекты следования диетам с ограничением углеводов представлены вынужденной продукцией глюкозы в организме путем глюконеогенеза и уменьшением жировых депо посредством липолиза.

Глюконеогенез является ведущим механизмом энергетического обмена в условиях голодания. Поскольку же диеты со значительным ограничением углеводов во многом имитируют состояние голода, при следовании таковым происходит активация синтеза моносахарида de novo.

Фосфоэнолпируваткарбоксикиназа (ФЭПКК) — энзим, отвечающий за превращение пирувата в фосфоэнолпируват (ФЭП) в процессе глюконеогенеза. Используемые в диабетологической практике (в лечении СД 2) препараты — сенситизаторы к инсулину — увеличивают активность ФЭПКК, интенсивность глюконеогенеза и уровень СЖК в крови (J.D. McGarry, 1992). Уменьшение углеводного компонента пищи в пользу жирового приводит к ограничению синтеза жирных кислот и интенсификации липолиза в жировой ткани (D. Tome, 2006).

Комплекс пируватдегидрогеназы (КПДГ) представляет собой систему, катализирующую окислительное декарбоксилирование пирувата с образованием ацетил-КоА в ходе глюконеогенеза. По данным R. Harris (2006), при голодании в мышечной ткани скелета, миокарде, почках и печени лабораторных мышей регистрируется 30-кратное увеличение активности одной из изоформ пируватдегидрогеназы киназы-4 (ПДГК-4), имеющей ключевое значение в функционировании цикла глюкоза / жирные кислоты в условиях подавления окисления жирных кислот. Изоформы ПДГК-4 участвуют в регуляции КПДГ, определяя тем самым окислительную утилизацию углеводов (E.A. Turvey et al., 2005). В трехсуточном исследовании у добровольцев на фоне диеты с высоким содержанием жиров (Б/Ж/У 20/75/5, причем 15 % жира представлены омега-3 жирными кислотами) наблюдалось снижение активности ПДГК с параллельным снижением на 50 % активности КПДГ в отличие от результатов в аналогичных условиях без добавления омега-3 соединений. Эти данные согласуются с результатами экспериментальных исследований (L.G. Fryer et al., 1995).

Липолиз представляет собой процесс расщепления триглицеридов (ТГ) жировых депо организма с образованием СЖК. Гормончувствительная липаза (ГЧЛ) считается ответственной за инициацию в жировой ткани липолиза энзимом. У экспериментально выведенной линии мышей без гена ГЧЛ (так называемые «ГЧЛ-нокаутные» животные) выявлена резистентность к возникновению алиментарно-индуцированного (диета с высоким содержанием жиров) и генетически обусловленного ожирения при уменьшении объема белой жировой ткани и увеличении такового коричневой. Нокаутные животные характеризуются также увеличенными размерами макрофагов жировой ткани, нарушениями в системе маркеров ее дифференцировки наряду с изменениями активности энзимов системы синтеза ТГ и жирных кислот с результирующим угнетением липогенеза и патологией метаболизма жировой ткани в целом (F. Kraemer, 2006). При СД 2 у больных наблюдают снижение активности ГЧЛ, что связывают с хронической гиперинсулинемией (инсулин ингибирует данный фермент) (M.J. Watt et al., 2005). В условиях экспериментальной модели (лабораторные мыши) безуглеводный рацион с высоким содержанием протеинов (70 %) вызывал снижение активности ГЧЛ и уровня липолиза (M.P. Martins-Afferri et al., 2004). В свое время A.J. Smith и соавторы (2004) указывали также на возможную связь активности ГЧЛ и экспрессии связывающих жирные кислоты протеинов в адипоцитах. В целом обмен свободных жирных кислот (СЖК) является весьма гибким и динамичным звеном гомеостаза. При этом инсулин подавляет активность ГЧЛ (см. выше) и результирующее высвобождение СЖК из адипоцитов. В то же время базальный уровень такого высвобождения четко зависит от энергетических затрат организма в состоянии покоя (т.е. основного обмена), но не от массы жировой ткани (M. Jensen, 2006). У женщин происходит на 40 % более интенсивное по сравнению с мужчинами высвобождение СЖК при условии равного уровня основного обмена, что не сопровождается различиями в концентрациях СЖК в плазме крови или, например, интенсивности окисления жиров. Вероятно, сказывается более активный неокислительный клиренс СЖК у женщин (M. Jensen, 2006). В свою очередь, не выявлено обусловленных полом отличий глюконеогенеза в зависимости от уровня основного обмена или массы жировой ткани, а также состава СЖК на фоне рационов с низким или высоким содержанием жиров (E.J. Parks . et al., 1999; S. Nielsen et al., 2003).

Термины и определения

Особо низкоуглеводный рацион питания с умеренным содержанием белков и высоким — жиров нередко упоминается как диета Аткинса (R.C. Atkins, 2003). Соотношение в ней основных компонентов — белков, жиров и углеводов (Б/Ж/У) — составляет 25/65/10. Рацион с умеренным ограничением углеводного компонента, в котором часть углеводов заменена белками, а содержание жиров снижено до приблизительно 30 % общей калорической ценности, обычно именуют «зональной» диетой (B. Sears, B. Lawren, 1995) (умеренно низкоуглеводная с высоким содержанием белков и низким — жиров). В свою очередь, типично рекомендуемым в целях уменьшения массы тела в странах Европы и Северной Америки является условно высокоуглеводный рацион с низким содержанием белков и жиров (15/30/55).

Экспериментальные исследования

Влияние диет на обмен липопротеинов и процессы развития атеросклероза изучалось в условиях лабораторной анимальной модели (морские свинки). Данная экспериментальная модель признана оптимальной ввиду сходства большинства характеристик указанных соединений у Cavia porcellus Linnaeus (Guinea Pig) с таковыми у человека (H. Hutchins, 2006). Так, изолированное обогащение холестерином рациона питания животных сопровождалось увеличением атерогенности сыворотки крови посредством холестерина как липопротеинов особо низкой плотности (ЛПОНП), так и липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), в то время как избыток холестерина в пище на фоне ограничения углеводного компонента (~ 10 %) вызывал рост числа крупных частиц холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) при снижении концентрации более атерогенных малых частиц ЛПНП. Кроме того, увеличение количества крупных частиц ЛПНП сопровождалось уменьшением содержания эфиров холестерина и воспалительных цитокинов в стенке аорты (M. Luz-Fernandez, 2006).

Клинические данные

Диеты со значительным ограничением углеводов

Важнейшим результатом внедрения в клинической практике у больных с нетяжелыми формами СД 2 и ожирением низкоуглеводных с высоким содержанием жира диет (НУВЖД) при изначальном сохранении общей калорической ценности суточного рациона является спонтанное уменьшение таковой вследствие постепенного снижения аппетита (G. Boden et al., 2005). Заслуживает упоминания опыт сравнения эффектов НУВЖД с постепенным увеличением углеводного компонента на протяжении 1 года и высокоуглеводных диет с низким содержанием жиров (ВУНЖД) относительно снижения массы тела. При этом достоверных различий динамики массы тела не отмечено, в отличие от улучшения липидемического профиля — содержания ТГ и холестерина ЛПВП — у лиц, придерживавшихся НУВЖД (G.D. Foster et al., 2003; L. Stern et al., 2004).

Результаты применения НУВЖД среди лиц с избытком массы тела и дислипидемией, а также у страдающих ожирением описаны J. Volek (2006). Так, у мужчин и женщин с избыточной массой тела, повышенными уровнями ТГ и низкими — ЛПВП (признаки метаболического синдрома Х-МСХ) на фоне рациона питания с Б/Ж/У 30/60/10 наблюдалось более выраженное снижение как массы тела, так и массы жировой ткани организма, а также тенденция к улучшению показателей ТГ (–39 %), ЛПВП (+12 %) натощак и после приема пищи, размера частиц холестерина ЛПНП и ЛПОНП, снижение концентрации в сыворотке крови аполипопротеинов В, С-I, С-III, и Е (–8 %, –14 %, –21 % и –13 % соответственно), лецитин-холестерол-ацетилтрансферазы и маркеров воспалительного статуса — С-реактивного протеина, фактора некроза опухоли-α и Lp(a) (–9 %, –7 % и –12 % соответственно) по сравнению с лицами, придерживавшимися высокоуглеводного рациона питания с невысоким содержанием жиров (30 %) при менее чем 10 % жиров насыщенных. В последнем случае улучшения каких-либо показателей липидемии не наблюдалось.

НУВЖД в сравнении с ВУНЖД в сочетании с приемом анорексигенного лекарственного средства изучались у больных СД M. Vernon (2006). Прием снижающего аппетит препарата на фоне ВУНЖД вызывал большее снижение массы тела на протяжении 3 месяцев, в то время как НУВЖД оказалась более результативной в отношении улучшения содержания в сыворотке крови ТГ, ЛПВП и соотношения ТГ/ЛПВП. Кроме того, у придерживавшихся на протяжении 8 месяцев НУВЖД больных достигалось существенное снижение уровня гликозилированного гемоглобина (HbA_1c) (в среднем с 10,0 до 5,9 %), причем у части из них — до нормальных значений (менее 5,5 %) с появлением возможности постепенной отмены принимаемых сахароснижающих препаратов. Сходные результаты опубликованы по данным четырехмесячного исследования среди больных сахарным диабетом, в ходе которого на фоне рациона 30/59/11 достигалось снижение массы тела в среднем на 6%, HbA_1c — на 16 % (7,4 — 6,3), а также уменьшение потребности в пероральных гипогликемических средствах (W.S. Yancy et al., 2005).

Диеты с умеренным содержанием углеводов

По мнению L.J. Moran и соавторов (2005), диеты с умеренным содержанием углеводов при высоком количестве белка и малом — жира обеспечивают ускоренное достижение чувства насыщения, что не связано с процессами секреции и уровнями грелина у лиц с избыточной массой тела, страдающих дислипидемией, а также больных СД. В другом исследовании с систематическим приемом субъектами пищи жидкой консистенции, обогащение рациона белком сопровождалось более выраженным чувством насыщения, подъемом уровней глюкагоноподобного пептида 1 (ГПП-1), холецистокинина (ХЦК) и пептида YY (П–YY), а также последовательным самопроизвольным ограничением количества пищи при последующих примах (M. Noakes, 2006). Примечательно, что в ходе исследований с обогащением рациона белком и ограничением жиров удельный вес случаев исключения участников в связи с нарушениями протокола был ниже по сравнению с субъектами, получавшими ВУНЖД. Кроме того, при сходном по величине снижении массы тела уменьшение массы жировой ткани организма было вдвое более значительным на фоне обогащенной белком диеты. Группа специалистов под руководством B. Parker (2002) также выявила позитивную динамику со стороны общей массы жировой ткани, количества абдоминалной клетчатки и уровней ЛПНП у больных СД 2 в результате следования таким диетам при более чем вдвое значительном изменении в случае обогащенного белком рациона с ограничением жиров. Авторы отмечали более выраженные эффекты у женщин.

Механизм влияния диет с высоким содержанием белка может быть обусловлен повышенным поступлением при этом в организм лейцина (S.J. Crozier et al., 2005; D.K. Layman, D.A Walker , 2006). Суточная потребность в данной незаменимой аминокислоте, необходимой для нормального течения процессов регуляции синтеза протеинов и функционирования механизмов сигнальной системы инсулина, составляет не менее 7 г. В условиях экспериментальных анимальных моделей установлена роль лейцина в интенсификации синтеза протеинов путем модулирования биомаркеров трансляции мРНК. Аминокислота способствует сохранению белкового состава тканей организма в условиях частичного голодания и интенсивного снижения массы тела. Источниками соединения являются протеины сыворотки, молока и пшеницы (14, 10 и 7 % лейцина соответственно). В этой связи очевидны преимущества богатой белком диеты в отношении регуляции аппетита, безопасного (с минимальным уровнем рисков для здоровья) снижения массы тела и приверженности субъектов по сравнению с высокоуглеводными диетами с низким содержанием белка и жиров.

Улучшение метаболического профиля у больных СД 2 возможно при следовании диетологическим рекомендациям 30 % белка, 30 % жиров и 40 % углеводов в суточном рационе (F.Q. Nuttall, M.C. Gannon, 2004). Так, регистрировалось уменьшение площади под кривой концентрации глюкозы на протяжении 24 часов (area under curve — AUC), увеличение AUC инсулина и снижение уровня общего гликозилированного гемоглобина (% tGHb), в отличие от наблюдений в группе сравнения, где лица следовали ВУНЖД. При поддержании белкового компонента рациона на уровне 30 %, уменьшении углеводного — до 20 % и увеличении удельного веса жиров до 50 % калорической ценности установлено снижение гликемии натощак почти до верхней границы диапазона нормальных значений, а также % tGHb и AUC глюкозы за 24 часа (M.C. Gannon, F.Q. Nuttall, 2004). В свою очередь, F.Q. Nuttall и M.C. Gannon в публикации 2006 года указывают на отсутствие неблагоприятных побочных эффектов диет такого рода. В еще одной работе авторов отмечается близкая сравнимость диет с Б/Ж/У 30/50/20 и 30/30/40 в отношении результирующего снижения % tGHb и AUC глюкозы за 24 часа (M.C. Gannon, F.Q. Nuttall, 2006). Иными словами, очевиден вывод о необходимости высокого содержания жиров в рационе питания для достижения улучшения метаболического профиля у больных СД 2. В ходе же сравнительных исследований с участием диабетических больных и здоровых добровольцев на фоне нескольких идентичных рационов пищи у тех и других регистрировались отличные изменения AUC глюкозы, что указывает на необходимость осторожности во взаимной экстраполяции результатов исследований (M.C. Gannon, F.Q. Nuttall, 2006).

Влияние на провоспалительный статус

Провоспалительный статус, достоверно связанный с ожирением и СД 2, а также признаваемый одним из компонентов МСХ, в существенной мере подвергается модификации в сторону обратного развития в результате диетотерапии. В частности, следование как НУВЖД, так и ВУНЖД с результирующим уменьшением массы тела сопровождается снижением концентраций С-реактивного протеина, амилоида А, фактора некроза опухоли альфа и интерлейкина-6. Отмечено также, что снижение величины массы тела вызывает улучшение провоспалительного профиля сыворотки крови независимо от типа диетического ограничения макронутриентов (M.J. Sharman, J.S. Volek, 2004; K.D. O'Brien et al., 2005).

Неблагоприятные эффекты

Избыток СЖК в плазме крови определяет риск осложнений ожирения и неблагоприятных последствий липолиза при интенсивном снижении массы тела. Стимулированная глюкозой секреция инсулина (СГСИ) зависит от уровня СЖК, длины их углеродных цепей и степени насыщенности, в связи с чем такие параметры существенным образом определяют интенсивность СГСИ (L. Lissner, B.L. Heitmann, 1995; R.R. Wolfe, 1998). Так, при скармливании на фоне общего голодания лабораторным крысам липидной эмульсии запуск СГСИ требовал более высоких концентраций СЖК в плазме крови (D.T. Stein et al., 1997). Иными словами, колебания или стойкое повышение концентрации СЖК способны вызвать изменения инсулинемии с результирующими колебаниями гликемии и нестабильностью состояния больных.

Заключение

Проблема диетотерапии при системных метаболических нарушениях далека от решения, и многие вопросы в данной области ожидают своего рассмотрения. Тем не менее можно утверждать, что наряду с одинаковым эффектом в отношении уменьшения массы тела, диеты со значительным ограничением углеводного компонента являются более метаболически благоприятными у лиц с ИР. Дополнительные положительные эффекты в отношении гликемии и липидемии связаны с обеспечением умеренного содержания белка в суточном рационе. Данное условие представляется совершенно необходимым также исходя из актуальности обеспечения приверженности пациентов, поскольку протеиновый компонент пищи в значительной мере определяет чувство насыщения. Ограниченная длительность в сравнении с ожидаемой продолжительностью жизни периодов наблюдений в ходе известных исследований обусловливает необходимую осторожность в рекомендациях диет со значительным ограничением углеводного компонента и необходимость наблюдения за лицами, которым такой пищевой режим рекомендуют.