Martin's Healthy Life @ NYC: 生酮飲食的歷史及其簡易科學原理

生酮飲食的歷史

生酮飲食要從1910年代的幾位醫生讓病人「挨餓」後，有效改善癲癇症狀開始說起，這些醫生發現，在挨餓三、四天後，癲癇病人的大腦狀況會得到改善。而在1920年代Dr. Woodyatt & Wilder則進一步發現，攝取極低的碳水化合物、搭配高比例的脂肪，不僅可以得到類似的效果，因為病人可以進食，還可以大幅提升療程的持續時間，比單純的「挨餓療法」來得更好用，這便是「生酮飲食」的由來。

1922年介紹生酮飲食的報導。圖片來源：Wiki

生酮飲食此後受到廣泛歡迎，在1940-1980年代達到巔峰，當時更有一個調查結果指出，在1000位使用生酮飲食的癲癇兒童中，52%完全康復、27%得到相當的改善。此後，生酮飲食正式被列為治療癲癇的療法之一，幾乎所有與兒童癲癇有關的教科書，都會花上一整個章節來討論生酮飲食。

可惜自1970年代開始，當治療幼兒癲癇的藥物陸續問世，實行不易、需要營養師精算的生酮飲食療法就慢慢沒落了。然而，NBC的一部紀錄片，又再度燃起了科學界對於生酮飲食的研究，這部影集是敘述一位罹患癲癇的兩歲男孩的人生轉折、一個普通家庭如何因為癲癇以及拜金主義的醫療制度而陷入絕境、最終父母拒絕手術、採用生酮飲食後卻得到意想不到的治療效果。該片大受歡迎，後來甚至還由這位男孩的父親執導，在1997年拍攝了梅莉史崔普飾演的「不要傷害我小孩 (First Do No Harm)」

「First Do No Harm」宣傳海報。

劇中患有癲癇小孩吃的就是生酮飲食標準配備：炒蛋、培根。

至近代，因為廣泛的研究，生酮飲食已被列為治療神經退化性疾病（例如阿茲海默症、帕金森氏症、多發性硬化等）、創傷性腦部受損（例如腦震盪）甚至是癌症的療法之一。

而生酮飲食約在1990年代開始受到健美運動員的關注，這群人在乎的當然不是生酮飲食對於大腦的影響，而是生酮飲食的副作用：降低體脂肪。

想想看，餐餐大吃牛排、起司、奶油、橄欖油，卻能同時擁有線條分明的腹肌？也太不科學了吧！

有許多健美運動員都為生酮飲食「降低體脂肪」的副作用深深著迷，自然也陸續有商人打著「教學」的口號，販售生酮飲食的指導。

時至今日，這套神奇的飲食方法又得到了更大量的關注，除了想練更大、練壯的健美先生之外，想提升表現的運動員、想減脂的人們，都把眼光放到了這套飲食系統上。生酮飲食可以讓我跑得更快嗎？可以改善家中長輩的病嗎？可以讓我擁有一個完美的Beach-body嗎？

答案是：真的不一定，看情況。

看了半天，什麼時候才要講重點啦？

什麼啊？你講了這麼多，結果到頭來還是「不一定」？

~~對啦！怎樣？打我啊！~~因為生酮飲食大幅度地改變了身體的運作模式，並不是三言兩語就可以解釋清楚的，而且在不同的變因（如運動、蛋白質攝取量等）下會有不同的效果，如果我隨便就下結論，那就太不負責任了，就讓我向各位娓娓道來...

首先，我們需要了解的的就是生酮飲食的科學原理。

生酮飲食的簡易科學原理

大腦是人體中數一數二重要的器官，消耗的能量也特別大，但因為脂肪分子過大、無法穿越血管障蔽至大腦利用，大腦別無選擇，只能成為「葡萄糖」的狂熱粉絲。正常狀況下體內60-70%的葡萄糖都會優先供應給大腦作為主要燃料。

但人體儲存「葡萄糖」的能力相當差，多餘的醣類都會被轉化成「肝醣」儲存，但肝醣當然可以再轉回變成葡萄糖，所以正常狀況下，當體內葡萄糖濃度過低、大腦沒燃料可以燒的時候，只要跟肝臟說一聲，肝醣轉換一下、新的葡萄糖就會運過來了。

肝臟對大腦的燃料供應至關重要。~~這個循環我從來沒有背起來過，大學考生化時都直接放棄。~~來源：Melo TM et al.

（身體儲存的肝醣與脂肪相比，是「相對」重的，就是儲存能量的CP值比較低，所以人體儲存碳水化合物的能力比脂肪低很多，大概是1000大卡對上150,000大卡的差距）

但當我們飢餓、體內的葡萄糖跟肝醣都消耗殆盡的時候（約二至三天），~~你就會因為大腦沒有能量變成腦殘了~~。

Google "idiot" 後看到滿滿都是Trump的照片...~~（在此聲明我沒有政治立場XD）~~

恩，當然…….不是！如果好幾天沒吃東西就變成腦殘，那人類怎麼可能在古代激烈的生存競爭中存活下來？

快摸摸肚子上那一圈又一圈的肉吧！難道他們是裝飾用的嗎？脂肪的角色就是在身體沒有食物時的能量來源。但是我們剛剛有講到，脂肪分子太大進不了大腦、而大腦愛吃的葡萄糖偏偏又不夠用，那怎麼辦？

身體有個很聰明的機制，基本上一個人餓超過72小時不吃東西，體內的葡萄糖、肝醣耗竭、又沒有辦法透過食物補充的時候，肝臟可以透過生酮作用 (Ketogenesis) 將脂肪轉換成「酮體」 (Ketone body) ，並將你的身體轉變為「酮症」 (Ketosis) 狀態。大腦可以改用這些酮體作為主要燃料、並降低葡萄糖的使用量，同時身體其他部位也會改以大量燃燒脂肪作為能量來源。（註）

在正常狀況下大腦都是使用葡萄糖作為能量來源。但在飢餓時，大腦可以改使用酮體、並減少葡萄糖的消耗。來源：Ketosis proportionately spares glucose utilization in the brain (Zhang et al., 2013)

我們可以把「酮症狀態」看成是人體能量系統的緊急方案，可以讓人體在很長一段的時間不進食後，依然能夠維持大腦正常運作。

至於要挨餓多久才可以進入酮症狀態，速度因人而異，不過相比於其他哺乳類動物，人類因為需要把接近20%攝取的總能量供應給大腦，因此有著最快速的酮症反應，以應付龐大的大腦能量需求。頭佔身體比例最高的小嬰兒，甚至可以在幾個小時沒有進食後就達到酮症狀態；但對健康的成人來說，若要進入酮症，可能要挨餓好幾天、甚至一個禮拜。

挨餓好幾天後進入「酮症」狀態對多數人來說不僅相當痛苦，也很不划算。目前已有大量研究指出，挨餓所減輕的體重會伴隨著可觀的肌肉流失（約是減輕的體重的25%），因此，在多數情況下，「挨餓」來進入「酮症」並不會被採用。

延伸閱讀：酮症與酮酸中毒的差別？

請注意，在閱讀各類文獻時，別把ketosis跟ketoacidosis搞混。酮症 (Ketosis) 泛指血液中的酮體高於正常數值時，而酮酸中毒(ketoacidosis)發生在當血液中的酮體高到無法控制並損害正常機能的時候。正常人的身體自我調節能力非常強，當血液偏酸的時候，身體可以藉著產生更多的生物鹼來吸收氫離子以緩衝（高中的緩衝溶液概念）、或者讓腎臟來幫忙。但在某些情況下，當身體緩衝的能力不足以應付過高濃度的氫離子，血液的pH值低於7.35的時候，麻煩就大了，這個才叫做酮酸中毒。酮酸中毒較常發生在代謝系統出問題的人身上，對於身體健康的一般人而言，就算施行生酮飲食，也很難真的「一下就把身體給吃壞」。

對這個議題有興趣的朋友，可以參考史考特的一分鐘教室這篇文章。

生酮飲食：不用挨餓、卻一樣可以達到「酮症」的效果

由於「酮症」需要長時間的飢餓後才會產生，現實生活中施行不易，所以科學家觀察到另外一個方法，也就是使用「生酮飲食」。

這種方法不用真的餓肚子，只要大幅降低碳水化合物的攝取量，並將不足的熱量缺口用額外的脂肪與蛋白質補足，身體就會產生類似「饑荒」的反應、並進入「酮症」狀態，開始大量燃燒脂肪供應身體能量需求。

哇！聽起來合情合理耶！而且看起來生酮飲食在科學的解釋上面也沒有什麼瑕疵，所以我只要馬上開始吃，就會變瘦嗎？！

可惜的是，世界沒有這麼美好。除了身體運作的機制超乎想像的複雜之外，生酮飲食對一般人而言實施起來也很不容易。這也是為什麼大部分人的生酮飲食計劃，都會以失敗收場…

下一篇文章，我們將會探討

生酮飲食要怎麼吃？又要如何才能達到理想效果？

註：（延伸閱讀）

「酮體」是由一群特定結構的化學物質的通稱，最早約在1950年代德國化學家Gmelin所命名。人體可以利用的酮體有兩種，分別是acetoacetate以及D-β-hydroxybutyrate，而身體產生酮體的方式相當複雜，簡而言之就是在特定情境之下（例如飢餓狀態、或者是刻意降低碳水化合物的攝取時），體內會有下列反應：

脂肪組織釋放脂肪酸->脂肪酸進入細胞中⇢脂肪酸與co-enzyme A形成 acetyl-Co-A chain並進入肝臟細胞的粒線體⇢ β-Oxidation 後的產物形成acetyl-Co-A⇢經過一系列酵素轉換後生成前述的兩種酮體、以及Acetone ⇢ 酮體進入血液中⇢ 需要能量的細胞便可以使用這些酮體作為能量來源。