更新时间：2023-11-17 17:39
生酮饮食（英语：ketogenic diet）字面意思是“会产生酮体的饮食”，是指一种高脂肪、适量蛋白质、极低糖类的配方饮食。这种饮食的特色是食用极少量的碳水化合物，强迫身体燃烧脂肪而非碳水化合物，进而产生酮体。
在生酮饮食中，三大物质中的热源占比最高为脂肪，占到总热量的70%~80%；其次为蛋白质，大约每公斤1克蛋白质的量；碳水化合物最低，每日的碳水化合物摄入通常小于50克甚至更低。生酮饮食之所以被称为“生酮”，是因为人体在饥饿状态下，会从葡萄糖供能模式转换到酮体供能模式。酮体是β-羟丁酸、乙酰乙酸和丙酮三种物质的统称，都是脂肪代谢的中间产物。当极度限制膳食中的糖类而提供大量的脂肪时，血液中的葡萄糖很快会被用完，之后会开始动用储备的能量糖原，储存在肝脏中的糖原可以为全身提供能量，但是糖原也会耗竭，胰岛素分泌会明显下降。这时身体会从主要利用葡萄糖供能的状态转换成主要利用脂肪酸供能的状态。脂肪酸代谢的中间产物就是酮体，酮体可以通过血脑屏障进入中枢神经系统为大脑提供能量。需要注意的是，过多的蛋白质摄入会促进氨基酸转化成葡萄糖，从而阻止酮体的形成，所以生酮饮食也会限制蛋白质的摄入。
控制饮食是最古老和最常见的医疗形式之一，古希腊的医生通过改变患者的饮食来治疗包括癫痫在内的疾病。大约公元前350年，希波克拉底（Hippocrates）的一篇早期论文On the Sacred Disease提到了采用控制饮食的方式来治疗包括癫痫在内的疾病。1911年，巴黎医生格尔帕（Guelpa）和玛丽（Marie）记录了现代第一次将饥饿作为抗癫痫治疗的报告。之后，密歇根州巴特尔克里克的骨科医师休伊·威廉·康克林（Hugh William Conklin）开始通过建议禁食来治疗他的癫痫患者，并获得成效。1921年，梅奥诊所（Mayo Clinic）的罗素·莫尔斯·怀尔德（Russell Morse Wilder）博士以罗林·特纳·伍德亚特（Rollin Turner Woodyatt）的一篇关于饮食调整和糖尿病的评论文章创造了“生酮饮食”（ketogenic diet）一词。
临床试验和许多尝试的人都显示生酮饮食减肥效果很好，同时对于血糖、胰岛素敏感性、血脂等一些代谢指标也有很好的调节作用。另外，生酮饮食比较极端，容易导致一些营养素缺乏，常见的乏力、便秘等副作用也让生酮饮食很难坚持下去，同时容易产生糖尿病酮症酸中毒、肾结石等副作用。
生酮饮食属于一种极低糖类膳食，但是它与其他低碳水化合物膳食不同的是，生酮饮食对于蛋白质的摄入也有限制。生酮饮食把三大物质中的热源比例调节到高脂肪，占到总热量的70%到80%；适量蛋白质，大约每公斤1克蛋白质的量；极低的碳水化合物，每日的碳水化合物摄入通常小于50克甚至更低。
生酮饮食之所以被称为“生酮"，是因为人体在饥饿状态下，会从葡萄糖供能模式转换到酮体供能模式。酮体是β-羟丁酸、乙酰乙酸和丙酮三种物质的统称，都是脂肪代谢的中间产物。当极度限制膳食中的糖类并提供大量的脂肪时，血液中的葡萄糖很快会被用完，之后会开始动用储备的能量糖原，储存在肝脏中的糖原可以为全身提供能量但是糖原也会耗竭，胰岛素分泌会明显下降。这时身体会从主要利用葡萄糖供能的状态转换成主要利用脂肪酸供能的状态。脂肪酸代谢的中间产物就是酮体，酮体可以通过血脑屏障进入中枢神经系统为大脑提供能量。
控制饮食是最古老和最常见的医疗形式之一。古希腊的医生通过改变患者的饮食来治疗包括癫痫在内的疾病。Hippocrates(希波克拉底)的一篇早期论文《On the Sacred Disease》涵盖了这种疾病，它的历史可以追溯到大约公元前350年。他在《On the Sacred Disease》一章中写道，每个癫痫患者都需要单独调整的治疗，而这种治疗需要根据医生确定的饮食方案进行修改。公元前3世纪，亚历山大港一所医学研究学校的负责人埃拉西斯特拉图斯（Erasistratus）指出，应该让一个有癫痫倾向的人毫不留情地禁食，并减少配给。
公元2世纪的哲学家建议在治疗癫痫时限制饮食，并温和地清洗以恢复平衡。公元5世纪的拉丁医生凯利乌斯·奥雷利安努斯（Caelius Aurelianus）建议“如果患者肥胖，应尝试减轻体重”。在现代生酮饮食中，适当的体重是产生酮症的重要组成部分。13世纪的巴黎医生维拉诺瓦的阿诺德（Arnold of Villanova）指出，“饮食是治疗癫痫的最大部分”。苏格兰医生乔治·切恩（George Cheyne，1671-1743）建议他的癫痫患者严格和合适的饮食。查尔斯·拉德克利夫（Charles Radcliffe，1866）推荐采用高油脂饮食来治疗癫痫，这与当代的生酮饮食惊人地相似。
1911年，巴黎医生格尔帕（Guelpa）和玛丽（Marie）记录了现代第一次将饥饿作为抗癫痫治疗的报告，他们通过“解毒”方法治疗了20名癫痫患者，包括儿童和成人，结果各不相同。一些日常生活因癫痫而受损的患者还是取得了奇迹般的结果。格尔帕（Guelpa）和玛丽（Marie）指出，这种饮食对儿童特别有效；然而，很难说这是否仅仅是因为孩子们能够更好地控制饮食。
大约在这个时候，美国体育文化的推动者伯纳·麦克法登（Bernarr Macfadden）推广禁食来恢复健康。他的追随者，密歇根州巴特尔克里克的骨科医师休伊·威廉·康克林（Hugh William Conklin）开始通过建议禁食来治疗他的癫痫患者。康克林报告说，他的癫痫治愈率为10岁以下儿童为90%，10-15岁青少年为80%，15-25岁患者为65%，25至40岁之间为50%，40岁以上，百分比非常低。
1921年，著名的内分泌学家亨利·罗尔·加耶林（Henry Rawle Geyelin）向美国医学会大会报告了他的经历。他亲眼目睹了康克林的成功，并试图在他自己的36名患者身上复制结果。尽管只对患者进行了很短的时间研究，但他还是取得了类似的结果。
1921年，罗林·特纳·伍德亚特（Rollin Turner Woodyatt）的一篇关于饮食调整和糖尿病的评论文章指出，三种水溶性化合物，β-羟基丁酸酯，乙酰乙酸酯和丙酮（统称为酮体），是在其他健康的人饥饿或食用非常低碳水化合物，高脂肪饮食时由肝脏产生的。
梅奥诊所（Mayo Clinic）的罗素·莫尔斯·怀尔德（Russell Morse Wilder）博士以这项研究为基础，创造了“生酮饮食（ketogenic diet）”一词，以描述一种通过过量脂肪和缺乏糖类在血液中产生高水平的酮体（酮血症）的饮食。怀尔德希望在一种可以无限期维持的饮食疗法中获得禁食的好处。1921年，他对一些癫痫患者进行了试验，这是首次使用生酮饮食来治疗癫痫。
怀尔德的同事、儿科医生迈尼·古斯塔夫·彼得曼（Mynie Gustav Peterman）后来制定了经典饮食，儿童每公斤体重含有一克蛋白质，每天摄入10-15克碳水化合物，其余的卡路里来自脂肪。彼得曼在1920年代的工作建立了诱导和维持饮食的技术。彼得曼记录了积极的影响（改善警觉性、行为和睡眠）和不利影响（由于过度酮症导致的恶心和呕吐）。事实证明，这种饮食在儿童中非常成功：1925年，梅奥诊所的彼得曼发表了使用这种“生酮”饮食治疗37例特发性癫痫患者的结果。在这37名患者中，有19名患者没有癫痫发作，另外13名患者的癫痫发作因饮食而显着减少。他还指出，在生酮饮食的儿童中，“性格发生了显着变化，伴随着酮症，烦躁不安减少，兴趣和警觉性增加。”
尽管患者对生酮饮食有明确的反应，但随着1930年代后期开始新药上市，它不再受欢迎。二苯基乙内酰脲（DPH）于1938年在美国医学会年会上引入美国。DPH在不具有与先前药物相关的毒性的情况下产生对癫痫发作的抵抗力，标志着癫痫药物治疗的潜力。药物治疗明显更容易管理，并且制药公司是热心的倡导者。直到1990年代初，它们成为癫痫研究和治疗的重点。在1960年出版的《癫痫及相关疾病》（犬癫痫 and Related Disorders）一书中，伦诺克斯（Lennox）专门用了一段话来描述生酮饮食，指出“对于大多数患者，无论男女老少，药物治疗是治疗的主要支柱”。
从1930年代到1990年代期间，对生酮饮食的兴趣仅限于少数诊所。Wilkins于1937年报道了30例使用经典生酮饮食（脂肪与糖类和蛋白质比例为4：1）的患者的治疗结果。27%的人没有癫痫发作，23%的人癫痫发作明显减少，50%的人没有明显改善。1992年，Kinsman等人报道了他们在1980年代约翰霍普金斯大学对58例开始生酮饮食的患者的经验。在这些患者中，29%的患者几乎没有癫痫发作，38%的癫痫发作显著减少，其余33%的患者没有显着改善。尽管饮食疗法持续取得成功，但它并未被广泛使用。太多的外部因素使饮食的使用变得复杂。这种饮食被称为过于僵化、难吃、对日常生活有限制。还有，具有对生酮饮食计划认知的营养师对于在任何诊所使用该疗法都至关重要，但训练有素的营养师的数量并不多。
此外，中链甘油三酯（MCT）饮食由Huttenlocher等人于1971年开发，旨在保留饮食的有益作用，同时使其更易于管理且限制较少。通过添加MCT油，MCT油会迅速被人体吸收并提高酮症水平，儿童将被允许摄入更多的糖类和蛋白质以及更少的脂肪，同时仍然保持与传统生酮饮食相同的酮症水平。12例患者中，50%的患者癫痫发作活动度明显减少，其他50%患者无明显改善。癫痫发作类型与对饮食的反应之间没有相关性。这种饮食的功效与生酮饮食的功效相似；然而，MCT可能导致腹部绞痛、呕吐和腹泻，使其难以耐受。
直到1990年代，人们对饮食的普遍看法仍然是负面的。随着MCT饮食被更广泛地使用，这些看法变得更糟。生酮饮食与使用MCT引起的腹部不适被关联，同时训练有素的营养师的短缺意味着饮食往往没有进行精确的计算，而这些计算对于实现最佳的癫痫发作控制水平是必不可少的，导致人们认为饮食是无效的。
生酮饮食一直依赖于公众的看法，它在美国诊所的复兴也不例外。1990年代恢复使用生酮饮食是提高公众对饮食的认识和舆论的运动的直接结果。患者查理·亚伯拉罕斯（Charlie Abrahams）在2岁时开始出现复发性肌阵挛性、全身性强直性和强直阵挛性癫痫发作，并且对药物没有反应。他经历了“一次徒劳的脑部手术，三个城市的五名小儿神经科医生，两名顺势疗法师，一位信仰治疗师和无数次祈祷”，但没有改善，并面临“持续癫痫发作和进行性迟缓的预后”。最后，在1993年，他的父母带他去见约翰·弗里曼（John Freeman），后者接替利文斯顿担任霍普金斯大学癫痫中心主任。弗里曼继续使用利文斯顿在约翰霍普金斯大学期间改进的治疗计划治疗对许多可用药物难治的患者。查理斯的癫痫发作完全得到控制；在停止饮食之前，他有2年没有癫痫发作。
查理斯的父亲吉姆·亚伯拉罕斯（Jim Abrahams）决心让生酮饮食更广为人知和接受。他于1994年创建了查理基金会，并为父母、医生和营养师制作了有关生酮饮食的视频。此外，他还于1997年执导了由梅丽尔·斯特里普（Meryl Streep）主演的电影《第一次不伤害》（First Do No Harm），该片将生酮饮食呈现为治疗癫痫的奇迹。1994年11月，Dateline在生酮饮食和查理基金会（Charlie Foundation）上发表了一个关于生酮饮食的片段，这也大大提高了公众对这种治疗的兴趣。
蛋白质、脂肪、糖类是人类所需能量的三大来源，而生酮饮食最简单的法则，就是大幅降低碳水化合物比例，空缺出来的部分就靠脂肪类填补。这种饮食结构模拟人体饥饿时的代谢状态，迫使你的身体消耗脂肪以作为首要的能量来源。正常饮食中，人体由葡萄糖提供能供。即碳水化合物经人体吸收后会转化为葡萄糖运往身体各处及供给能量，尤其是用于维持大脑运作。而生酮饮食，是由酮体提供能量。由于生酮饮食中只摄取少量的低碳水化合物，肝脏便会将脂肪转换为脂肪酸和酮体。酮体运到脑部取代葡萄糖成为能量来源。
大脑由一个神经元网络组成，这些神经元通过传播神经冲动来传递信号。这种冲动从一个神经元传播到另一个神经元通常由神经递质控制，尽管一些神经元之间也存在电通路。神经递质可以抑制冲动放电（主要由γ-氨基丁酸或GABA完成），或者它们可以激发神经元放电（主要由谷氨酸完成）。从其末端释放抑制性神经递质的神经元称为抑制性神经元，而释放兴奋性神经递质的神经元称为兴奋性神经元。当大脑的全部或部分抑制和兴奋之间的正常平衡被严重破坏时，就会发生癫痫发作。GABA系统是抗惊厥药物的重要靶点，因为可以通过增加GABA合成、减少其分解或增强其对神经元的作用来阻止癫痫发作。
神经冲动的特征是钠离子通过神经元细胞膜中的通道大量流入，然后是钾离子通过其他通道流出。神经元在短时间内（称为不应期）无法再次放电，这是由另一个钾通道介导的。流经这些离子通道的流动由“门”控制，该门由电压变化或称为配体（如神经递质）的化学信使打开。这些通道是抗惊厥药物的另一个靶点。癫痫的发生方式有很多种。病理生理学的例子包括：大脑神经元网络内不寻常的兴奋性连接；异常的神经元结构导致电流改变；抑制性神经递质合成减少；抑制性神经递质的无效受体；兴奋性神经递质分解不足，导致过量；突触发育不成熟；和离子通道功能受损。
尽管已知生酮饮食的患者大脑中会发生许多生化变化，但尚不清楚其中哪一种具有抗惊厥作用。对这一领域的缺乏了解与许多抗惊厥药物的情况相似。在生酮饮食中，糖类受到限制，因此无法满足身体的所有代谢需求。相反，脂肪酸被用作燃料的主要来源。这些是通过细胞线粒体（细胞的能量产生部分）中的脂肪酸氧化来使用的。人类可以通过称为糖异生的过程将一些氨基酸转化为葡萄糖，但不能通过使用脂肪酸来做到这一点。由于氨基酸是制造蛋白质所必需的，而蛋白质对于身体组织的生长和修复是必不可少的，因此这些氨基酸不能仅用于产生葡萄糖。这可能会给大脑带来问题，因为它通常仅由葡萄糖提供燃料，而大多数脂肪酸不会穿过血脑屏障。但是，肝脏可以利用长链脂肪酸来合成β-羟基丁酸酯、乙酰乙酸酯和丙酮这三种酮体。这些酮体进入大脑，并部分替代血糖作为能量来源。
酮体可能具有抗惊厥作用；在动物模型中，乙酰乙酸盐和丙酮可防止癫痫发作。生酮饮食导致大脑能量代谢的适应性变化，从而增加能量储备；酮体是比葡萄糖更有效的燃料，并且线粒体的数量增加。这可能有助于神经元在癫痫发作期间面对增加的能量需求时保持稳定，并可能产生神经保护作用。抗惊厥药可抑制癫痫发作，但既不能治愈也不能预防癫痫发作易感性的发展。癫痫的发展（癫痫发生）是一个知之甚少的过程。一些抗惊厥药（丙戊酸、左乙拉西坦和苯二氮卓类药物）在癫痫发生的动物模型中显示出抗致癫痫特性。然而，在人体临床试验中，还没有抗惊厥药达到这一点。生酮饮食已被发现对大鼠具有抗癫痫特性。
最常用的是传统的生酮饮食，最初由Wilder在1921年描述，它基于长链饱和脂肪，含有低比例的蛋白质和糖类。该方案在约翰·霍普金斯医院应用，由脂肪组成，相对于蛋白质和碳水化合物的比例为4：1。在1950年代，引入了中链甘油三酯饮食，被认为更可口。虽然这种饮食更容易准备并产生更大的酮症（因为使用的脂肪，癸酸和辛酸，每卡路里产生更多的酮体），但它并没有被广泛接受，因为它与腹胀和腹部不适有关。第三种饮食变体由英国牛津的约翰·拉德克利夫医院开发，代表了传统和中链甘油三酯饮食的组合。尽管它们产生酮的能力存在一些差异，但所有三种饮食都具有相似的功效；霍普金斯方案是研究最广泛的方案。
生酮饮食是对药物难治性癫痫的一种特殊饮食治疗，指在医学监督下为患儿提供低糖类、高脂肪、适当蛋白质的饮食方案，从而在确保机体获得足够生长发育所需营养的同时维持慢性酮症状态。生酮饮食的作用机制在于模拟人体饥饿状态，动员脂肪代谢，产生的丙酮、β-羟丁酸、乙酰乙酸等酮体降低神经元兴奋性，进而达到控制癫痫的目的。
“生酮饮食”源于治疗癫痫的饥饿疗法。1921年，美国医师Wilder利用“生酮饮食”以治疗癫痫。“随着人们对‘生酮饮食’研究的不断深入，其应用领域也不断扩大，目前已知可用于肥胖、Ⅱ型糖尿病、孤独症、帕金森病、阿尔兹海默症、肿瘤等多种疾病的治疗。
生酮饮食减肥的特点有以下几点。首先，高脂饮食可以增加饱腹感，减少进食。酮体本身也有抑制食欲的作用。其次，极低糖类膳食可以减少促进热量储存的胰岛素的分泌，同时减少促进食欲的饥饿素的分泌，从而减少主动进食并防止把多余的热量储存为脂肪。此外脂肪供能，也就是生酮的过程所消耗的热量多于通过碳水化合物供能的过程。再次，直接利用脂肪供能和低胰岛素状态对于减少内脏脂肪的效果更明显，但是由于身体处在一种“饥饿”的状态，又缺少胰岛素这种重要的合成激素，所以在进行生酮饮食的同时很难增肌。最后，因为食欲减少和能吃的食物种类明显减少，所以在生酮饮食中总热量摄入低于正常饮食。生酮的过程还会伴有脱水的现象，同时糖原消耗会减少身体中的水分储备，所以在生酮饮食早期会有明显的体重减轻，有人甚至一周可以减5公斤左右。所以生酮饮食期间要多喝水。除了减肥，生酮饮食还有其他益处。
经典的“生酮饮食”能量配比为90％的脂肪、8％的蛋白质以及2％的糖类。很多选择“生酮饮食”的人发现，一段时间后，虽然体重减轻了，但是血脂却出现了飙升。有些学者认为，高脂饮食可能带来“坏”胆固醇、心脏和低血糖等问题。目前并没有确切的临床研究，证实“生酮饮食”作为减肥疗法的有效性。
2021年9月，美国责任医师协会、纽约大学、宾夕法尼亚大学、乔治华盛顿大学和纽约贝尔维尤医院的研究人员对生酮饮食进行了全面评估，权衡生酮饮食与慢性病的利弊关系，研究结果认为，对大多数人来说，生酮饮食的风险大于益处。相关评论文章发表于《Frontiers in Nutrition》。
在启动“生酮饮食”之前，应考虑代谢先天性缺陷，这可能导致严重代谢风险；“生酮饮食”要经专业医师评估后，在医师的指导下进行。此外，妊娠、哺乳期妇女，Ⅰ型糖尿病患者，肉碱缺乏症、肉毒碱棕榈酰基转移酶Ⅰ或Ⅱ缺乏症、卟啉病等患者慎用“生酮饮食”。
不是所有人都适合生酮饮食，特别是本身有慢性代谢性疾病的患者，如Ⅰ型糖尿病患者，本身就因为胰岛素分泌不足容易造成糖尿病酮症酸中毒，即一种酮体产生过多导致血pH下降的代谢异常，严重者可以致命。另外，酮体的产生完全依赖肝脏，肝脏疾病患者不能够采取生酮饮食。患有肾脏疾病的人也需要谨慎，因为生酮饮食可能会加重肾脏的负担，造成严重的电解质紊乱，或者导致肾结石。
“生酮饮食”的副作用按照严重程度可以分为轻度、中度和重度，按照持续的时间可分为短期副作用和长期副作用，大部分副作用都是轻度的，包括头痛、便秘、腹泻、失眠、背痛等。由于生酮饮食是高脂肪、低糖类的饮食，对于健康也有一定的不良反应。生酮饮食可出现头痛、便秘、腹泻、失眠、腰痛、血脂异常、矿物质缺乏、代谢性酸中毒、肾结石风险增加、代谢性酸中毒等不良反应。长期生酮饮食可导致胰岛素分泌不足、骨密度降低、肝脂肪变性等。生酮饮食期间，应补充足够的钙、硒、锌、维生素D、富含膳食纤维的蔬菜、水分等以减少微量元素缺乏的风险及肾结石的发生率。