亮点
- 生酮饮食和自由糖限制饮食均可在不改变能量消耗的情况下减少健康成年人的脂肪量。
- 自由糖限制可降低低密度脂蛋白胆固醇，但对代谢或肠道微生物组的影响较小。
- 生酮饮食急性损害葡萄糖耐受性，改变肌肉代谢蛋白，并显著改变肠道微生物组多样性。
- 生酮饮食在第4周观察到的代谢效应在第12周减弱，同时伴随着肠道微生物多样性的持续变化。
研究背景与疾病负担
代谢性疾病，尤其是肥胖、2型糖尿病和血脂异常，是全球健康的重大挑战。饮食干预仍然是预防和管理这些疾病的核心策略。生酮饮食——以严重碳水化合物限制和高脂肪摄入为特征——因快速减重和代谢调节而受到欢迎。另一方面，限制自由（添加）糖被公共卫生机构广泛倡导，以对抗肥胖和心血管风险。然而，这两种策略对能量平衡、代谢健康和肠道微生物组的比较效应尚未完全明确，特别是在健康成年人中。明确这些效应对于指导饮食建议和个人化营养策略至关重要。
研究设计
这是一项单中心随机对照试验（RCT），在健康成年志愿者中进行。参与者（具体人数未在摘要中说明，详见原始出版物）被随机分为三组，为期12周：
- 生酮饮食（总体碳水化合物限制以诱导营养性酮症）
- 自由糖限制饮食（仅限自由/添加糖，不限总碳水化合物）
- 对照组（习惯性饮食）
主要终点包括身体成分（脂肪量）、能量消耗（静息和总能量消耗）、葡萄糖耐受性（口服葡萄糖耐受性测试）、脂质谱（包括低密度脂蛋白胆固醇、载脂蛋白B）、骨骼肌标志物（PDK4、AMPK、GLUT4）、炎症标志物（C反应蛋白）、餐后代谢物（甘油）和肠道微生物组组成（β多样性）的变化。
关键发现
能量摄入与脂肪量减少
生酮饮食和自由糖限制饮食均导致12周期间能量摄入减少和显著的脂肪量损失，而不会补偿性地减少能量消耗或体力活动。这表明两种方法在健康成年人中均能有效实现热量赤字和脂肪减少。
葡萄糖耐受性和代谢标志物
观察到代谢适应的显著差异：
– 自由糖限制对葡萄糖代谢或肠道微生物组的影响较小，但导致低密度脂蛋白胆固醇适度减少——这是一种已知的心血管风险因素。
– 生酮饮食损害了葡萄糖耐受性（口服葡萄糖负荷管理能力下降），增加了骨骼肌丙酮酸脱氢酶激酶4（PDK4，葡萄糖氧化减少的标志物），并下调了对肌肉葡萄糖摄取和代谢至关重要的蛋白质（AMPK、GLUT4）。在第4周，空腹血糖降低，载脂蛋白B（ApoB，致动脉粥样硬化脂蛋白的标志物）、C反应蛋白（CRP，炎症标志物）和餐后甘油（反映底物代谢改变）增加。然而，这些效应在第12周减弱，尽管维持了营养性酮症，表明可能存在代谢适应。
脂质谱
– 生酮饮食急性增加ApoB和低密度脂蛋白胆固醇——可能增加致动脉粥样硬化的风险——而自由糖限制选择性地降低了低密度脂蛋白胆固醇，而不影响其他脂蛋白。
– 值得注意的是，生酮饮食观察到的脂质变化是暂时的，长期临床意义需要进一步研究，特别是考虑到第12周的部分恢复正常。
骨骼肌和外周组织表型
– 生酮饮食诱导骨骼肌表型向减少葡萄糖利用的方向转变，表现为PDK4增加和AMPK及GLUT4减少。这些变化表明代谢途径转向脂肪氧化而非葡萄糖代谢，符合生酮状态。
– 这些适应性变化在自由糖限制中未观察到，突显了全面碳水化合物排除与自由糖限制的特异性。
肠道微生物组
– 自由糖限制对肠道微生物多样性和组成的影响较小。
– 生酮饮食在第12周显著改变了肠道微生物β多样性，表明肠道生态系统存在明显的、可能是适应相关的转变。这些变化的临床意义尚未完全阐明，但可能对宿主代谢和炎症有影响。
| 参数 | 生酮饮食 | 自由糖限制 | 对照 |
|---|---|---|---|
| 脂肪量减少 | 是 | 是 | 否 |
| 能量消耗 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 葡萄糖耐受性 | 下降 | 无变化 | 无变化 |
| 低密度脂蛋白胆固醇 | 增加（早期） | 减少 | 无变化 |
| 肠道微生物组多样性 | 改变 | 无变化 | 无变化 |
专家评论
这项严格进行的RCT为健康成年人碳水化合物和糖限制的代谢后果提供了宝贵的机制见解。观察到两种饮食策略均能在不减少体力活动或能量消耗的情况下减少脂肪量，这与能量平衡的原则一致。然而，生酮饮食的独特效应——特别是葡萄糖耐受性的短暂损害、早期不利的脂质变化和显著的肠道微生物组变化——强调了代谢适应的复杂性和动态性。第12周时不良代谢效应的减弱表明可能存在生理适应，但长期临床意义仍不确定。
值得注意的是，自由糖限制在不损害葡萄糖代谢或微生物组的情况下降低低密度脂蛋白胆固醇，这可能有利于特定人群的心血管风险降低。生酮饮食对外周组织表型（如骨骼肌代谢）的影响可能对运动员或特定代谢疾病状态相关，但在更广泛的临床应用中应谨慎，特别是对于那些有潜在糖代谢异常或心血管风险的人群。
研究的局限性包括相对较短的持续时间（12周）、健康非肥胖人群以及缺乏长期结局评估。需要在代谢综合征、糖尿病或已建立心血管疾病患者中进行更多研究，以确定其普遍性和安全性。
结论
这项RCT表明，虽然生酮饮食和自由糖限制饮食都能有效减少健康成年人的脂肪量，但只有生酮饮食对葡萄糖耐受性、脂质代谢、骨骼肌表型和肠道微生物组产生显著影响。生酮饮食某些变化的短暂性质突显了饮食干预中适应和持续时间的重要性。自由糖限制在代谢上更为安全，且可能在不引起意外代谢或微生物干扰的情况下带来心血管益处。个性化饮食建议应考虑个体代谢风险特征以及这些流行饮食策略的差异效应。
参考文献
Hengist A, Davies RG, Walhin JP, Buniam J, Merrell LH, Rogers L, Bradshaw L, Moreno-Cabañas A, Rogers PJ, Brunstrom JM, Hodson L, van Loon LJC, Barton W, O’Donovan C, Crispie F, O’Sullivan O, Cotter PD, Proctor K, Betts JA, Koumanov F, Thompson D, Gonzalez JT. 生酮饮食而非自由糖限制改变葡萄糖耐受性、脂质代谢、外周组织表型和肠道微生物组：RCT. Cell Rep Med. 2024 Aug 20;5(8):101667. doi: 10.1016/j.xcrm.2024.101667.
