综述:生酮饮食对皮肤的影响——潜在益处与风险
《Frontiers in Nutrition》:Effects of the ketogenic diet on skin—potential benefits and risks
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时间:2025年10月17日
来源:Frontiers in Nutrition 5.1
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本综述系统探讨了生酮饮食(Ketogenic Diet, KD)这一高脂肪、极低碳水化合物饮食模式对皮肤健康的影响。文章重点分析了KD通过诱导酮体(如β-羟基丁酸,BHB)产生,进而调控核因子E2相关因子2(Nrf2)抗氧化通路、抑制NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体活性、改善肠道微生物群(如增加拟杆菌门/厚壁菌门比率)以及影响胰岛素样生长因子-1(IGF-1)/ mechanistic靶标雷帕霉素(mTOR)信号通路等多种分子机制,在痤疮、银屑病、化脓性汗腺炎(HS)及皮肤黑色素瘤等疾病中展现的潜在治疗作用,同时也警示了其可能引发的瘙痒性色素性痒疹(Prurigo Pigmentosa)及营养缺乏等皮肤不良反应。
近年来,饮食对皮肤健康的影响日益受到关注,饮食干预已成为管理某些皮肤疾病的重要组成部分。其中,生酮饮食(Ketogenic Diet, KD)作为一种高脂肪、极低碳水化合物、适量蛋白质的饮食模式,因其能诱导酮症(血清酮体浓度 > 0.5 mmol/L)而备受瞩目。尽管KD最初用于治疗儿童难治性癫痫,但其应用范围已不断拓宽。目前关于KD对皮肤影响的证据仍然有限,主要集中于痤疮、银屑病、化脓性汗腺炎(Hidradenitis Suppurativa, HS)等炎症性皮肤病以及皮肤黑色素瘤。本综述旨在总结现有数据,并探讨KD潜在作用的分子机制。
KD的概念可追溯至远古时代,希波克拉底曾采用类似KD的禁食方法治疗癫痫。现代KD的雏形出现于19世纪60年代,由William Banting推广低糖饮食用于减重。1921年,美国医生Russell Wilder首次提出“生酮饮食”这一术语,并将其用于治疗癫痫。经典的KD由儿科医生Mynie Gustav Peterman于1925年制定。随着抗癫痫药物的出现,KD的应用一度减少,直至20世纪90年代因媒体报道其成功治疗癫痫案例而重新流行。
KD有多种变体,包括标准生酮饮食(Standard Ketogenic Diet, SKD)、靶向生酮饮食(Targeted Ketogenic Diet, TKD)、循环生酮饮食(Cyclical Ketogenic Diet, CKD)和高蛋白生酮饮食(High-Protein Ketogenic Diet, HPKD)。此外,还有极低能量生酮疗法(Very Low Energy Ketogenic Therapy, VLEKT,原名极低热量生酮饮食VLCKD)、改良阿特金斯饮食(Modified Atkins Diet, MAD)、中链甘油三酯生酮饮食(Medium-Chain Triglyceride Ketogenic Diet, MCTKD)和低升糖指数治疗(Low Glycemic Index Treatment, LGIT)等。这些方案在能量供应、宏量营养素比例和严格程度上有所不同,以适应不同的个体需求和治疗目标。
当碳水化合物摄入不足(<50克/天)时,体内胰岛素分泌减少,肝糖原耗竭,继而启动糖异生。约3天后,身体开始分解脂肪供能,即启动酮生成过程。酮生成主要发生在肝脏线粒体中,通过脂肪酸β-氧化产生乙酰辅酶A(Acetyl-CoA),进而合成酮体,包括乙酰乙酸(Acetoacetate, AcAc)、β-羟基丁酸(Beta-Hydroxybutyrate, BHB)和丙酮(Acetone)。酮体可作为大脑、心脏等多种组织的重要替代能源。然而,酮体浓度过高(如超过25 mmol/L)可能导致危险的酮症酸中毒。
皮肤作为人体最大的器官,易受氧化应激损伤。生酮饮食可能通过多种机制增强机体的抗氧化防御能力。关键机制之一是酮体(尤其是BHB)能够激活Nrf2信号通路。在氧化应激条件下,活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)如过氧化氢(H2O2)和脂质过氧化产物4-羟基壬烯酸(4-HNE)可修饰Keap1蛋白,导致Nrf2解离并转移至细胞核,与sMAF蛋白形成异源二聚体后结合抗氧化反应元件(ARE),进而上调超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、血红素加氧酶-1(HO-1)和NAD(P)H醌氧化还原酶1(NQO1)等抗氧化酶的表达,减轻氧化损伤。
此外,KD可能通过限制碳水化合物减少糖酵解过程中的NADH产生,并影响酮体在线粒体中的代谢,从而提高NAD+/NADH比值。NAD+是sirtuins(如SIRT1, SIRT3)和聚ADP-核糖聚合酶(PARP)等重要酶类的底物,参与DNA修复、线粒体功能调节和抑制核因子κB(NF-κB)炎症通路,有助于维持细胞氧化还原稳态。
肠道微生物群在维持免疫和代谢平衡中起核心作用。饮食是影响其组成的关键因素。研究表明,KD可能增加肠道菌群中拟杆菌门(Bacteroidetes)与厚壁菌门(Firmicutes)的比例,并减少促炎症的变形菌门(Proteobacteria)丰度。拟杆菌门细菌能产生短链脂肪酸(Short-Chain Fatty Acids, SCFAs),如丁酸盐,后者可通过激活G蛋白偶联受体(如GPR43, GPR109A)促进调节性T细胞(Tregs)分化,并抑制NF-κB通路,减少白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等促炎细胞因子产生,从而可能缓解与肠道菌群失调相关的皮肤炎症。
痤疮的发病与皮脂分泌过多、毛囊角化异常、痤疮丙酸杆菌(Cutibacterium acnes)定植及炎症反应密切相关。高血糖指数饮食会升高胰岛素和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)水平,降低胰岛素样生长因子结合蛋白-3(IGFBP-3),并减少性激素结合球蛋白(SHBG)合成,导致游离睾酮增加,进而刺激皮脂腺分泌。KD通过降低胰岛素水平,可能间接降低IGF-1、增加IGFBP-3和SHBG,从而减少雄激素活性和皮脂产生。此外,KD产生的BHB可抑制NLRP3炎症小体活化,减少caspase-1介导的IL-1β和IL-18成熟释放,并可能通过激活AMPK/SIRT1/SIRT3信号通路,抑制蛋白激酶B(AKT)/mTOR通路,激活叉头框蛋白O1(FOXO1),进而抑制固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)的脂质合成作用。有研究报道,为期45天的VLEKT能改善肥胖伴中度痤疮女性患者的氧化应激和炎症标志物。
银屑病是一种与免疫失调相关的慢性炎症性皮肤病,其特征是角质形成细胞过度增殖和大量炎性细胞浸润。肥胖与银屑病严重程度相关,脂肪组织产生的促炎因子(如TNF-α, IL-6, IL-17, IL-23)加剧了疾病进程。研究表明,KD在减轻体重、减少内脏脂肪的同时,可能通过其抗炎和抗氧化特性改善银屑病症状。一项临床研究比较了KD和地中海饮食(Mediterranean Diet, MD)对银屑病患者的影响,发现KD能更显著地降低银屑病面积和严重程度指数(PASI)评分以及IL-6、IL-17、IL-23等炎症因子水平。另一项针对肥胖银屑病患者的VLEKT研究也显示,干预4周后PASI评分改善达50%,并伴有特定代谢物和炎症指标的变化。
HS以反复发生的疼痛性结节、脓肿和窦道形成为特征。肥胖和饮食是重要的影响因素。KD,特别是VLEKT,可能通过减轻体重、调节肠道菌群、降低氧化应激和炎症(如降低氧化低密度脂蛋白OxLDL和三甲胺N-氧化物TMAO水平)来改善HS病情。一项初步研究显示,12名超重/肥胖HS女性患者接受28天VLEKT后,Sartorius评分(评估HS严重程度的工具)显著下降。
KD在肿瘤治疗中的潜力与对抗“瓦博格效应”(Warburg Effect,即肿瘤细胞偏好糖酵解)有关。KD通过限制葡萄糖供应,可能抑制肿瘤细胞增殖。临床前研究提示,KD能延缓免疫缺陷小鼠模型中皮肤黑色素瘤(包括BRAF V600E和NRAS Q61R突变型)的生长和转移,其机制可能与改变氨基酸代谢(如降低α-氨基己二酸水平)和鞘磷脂代谢有关。
这是一种罕见的炎症性皮肤病,其特征是瘙痒性红斑、丘疹和网状排列的色素沉着。多项病例报告将其与KD、禁食等导致酮症的状态联系起来。其发病机制可能与酮体积聚诱发中性粒细胞性炎症有关。治疗通常需要停用KD,并可辅以多西环素、米诺环素或氨苯砜等药物治疗。
长期不均衡的KD可能导致营养缺乏。维生素C缺乏可引起坏血病,表现为毛囊角化过度、瘀点、牙龈出血和伤口愈合延迟,已有儿童长期KD后发生坏血病的病例报道。生物素(维生素B7)缺乏可能导致皮炎、脱发,动物实验提示KD可能加剧生物素缺乏。锌缺乏可引发肠病性肢端皮炎样皮损,如口周、眶周和生殖器周围的红斑、糜烂和结痂,一例11岁癫痫患儿因长期使用未强化补充剂的液体KD配方而发生获得性锌缺乏症。
为确保KD的安全性并避免营养缺乏,应选择营养丰富的食物,如橄榄油、椰子油、坚果、种子、鳄梨、肥鱼、肉类、鸡蛋、低糖蔬菜和浆果,并在医生或营养师指导下适当补充维生素和矿物质。
当前关于KD对皮肤影响的研究存在局限性,包括研究周期短、样本量小、缺乏随机对照试验、KD方案不统一等。未来需要更多设计严谨的长期临床试验,以明确KD在不同皮肤疾病中的有效性和安全性,阐明其具体分子机制,并探索个性化营养干预的潜力。
生酮饮食通过其独特的代谢调节作用,在炎症性皮肤病和皮肤癌的辅助治疗中展现出潜在价值,其机制涉及抗氧化(Nrf2通路)、抗炎(抑制NLRP3、NF-κB)、调节肠道微生物群和影响关键信号通路(IGF-1/mTOR)等多个层面。然而,其应用也伴随着诸如瘙痒性色素性痒疹和营养缺乏等风险。因此,KD在皮肤领域的应用需要在专业指导下进行,并需更多高质量研究为其提供循证依据。
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