生酮飲食減重攻略：極低碳水化合物飲食的健康療法

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生酮飲食不僅有助於體重管理，還在糖尿病、癲癇、心血管疾病、癌症及多種神經疾病中展現治療潛力。研究顯示，透過調整代謝機制，生酮飲食可能減少藥物依賴，改善患者生活品質，值得更深入的科學探索。

Beyond weight loss: a review of the therapeutic uses of very-low-carbohydrate (ketogenic) diets

超越減重：極低碳水化合物（生酮）飲食的治療用途回顧

Paoli A, Rubini A, Volek JS, Grimaldi KA. Beyond weight loss: a review of the therapeutic uses of very-low-carbohydrate (ketogenic) diets [published correction appears in Eur J Clin Nutr. 2014 May;68(5):641]. Eur J Clin Nutr. 2013;67(8):789-796. doi:10.1038/ejcn.2013.116

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23801097/

Abstract

Very-low-carbohydrate diets or ketogenic diets have been in use since the 1920s as a therapy for epilepsy and can, in some cases, completely remove the need for medication. From the 1960s onwards they have become widely known as one of the most common methods for obesity treatment. Recent work over the last decade or so has provided evidence of the therapeutic potential of ketogenic diets in many pathological conditions, such as diabetes, polycystic ovary syndrome, acne, neurological diseases, cancer and the amelioration of respiratory and cardiovascular disease risk factors. The possibility that modifying food intake can be useful for reducing or eliminating pharmaceutical methods of treatment, which are often lifelong with significant side effects, calls for serious investigation. This review revisits the meaning of physiological ketosis in the light of this evidence and considers possible mechanisms for the therapeutic actions of the ketogenic diet on different diseases. The present review also questions whether there are still some preconceived ideas about ketogenic diets, which may be presenting unnecessary barriers to their use as therapeutic tools in the physician’s hand.

摘要

極低碳水化合物飲食或生酮飲食自1920年代以來便被用作癲癇的治療方式，且在某些情況下甚至可完全取代藥物治療。自1960年代起，這種飲食方式逐漸被廣泛認知為治療肥胖症的常見方法之一。過去十多年來的研究提供了證據，顯示生酮飲食在多種病理狀況中具有治療潛力，例如糖尿病、多囊性卵巢症候群、青春痘、神經性疾病、癌症，以及改善呼吸系統與心血管疾病的風險因子。由於許多藥物治療往往需要長期使用且伴隨顯著的副作用，因此透過調整飲食來減少或取代藥物治療的可能性，值得深入探討。本綜述將在此證據的基礎上，重新審視生理性酮症的意涵，並探討生酮飲食對不同疾病產生療效的可能機制。此外，本文也反思目前是否仍存在一些對生酮飲食的成見，這些成見可能成為其作為臨床治療工具的障礙。

引言

近年來，越來越多文獻證據顯示，極低碳水化合物生酮飲食（VLCKD）在多種疾病中可能具有治療作用。自1920年代以來，VLCKD 在癲癇治療上的應用已經獲得廣泛認可。到了1970年代，隨著「阿特金斯飲食法」的盛行，這種飲食方式更因減重功效而廣為人知。近年來，生酮飲食在其他疾病上的治療潛力也被證實，並取得正面成果。這一領域的研究方向至關重要，因為如果透過營養介入可以減少對藥物治療的依賴，無論在經濟上或社會層面，都將帶來顯著的效益，畢竟目前全球每年在藥物上的花費高達7,500億美元。

生酮飲食的特徵在於碳水化合物的攝取量顯著降低（通常每日少於50克），而蛋白質與脂肪的比例相對提高。關於經典生酮飲食在代謝層面的影響，最早可追溯到1960年代 Cahill 等人的開創性研究。然而，生酮飲食在臨床上的重要性，則可追溯到1920年代，當時其被成功應用於癲癇治療。甚至在《聖經》中也可見其應用的蹤跡——在《新約·馬太福音》第17章14至21節中，提及一位被治癒的癲癇患者。

除了全球公共衛生機構所發布的各種營養指南中，已清楚闡述適當營養對健康和疾病預防的重要性之外，也有大量證據支持低碳水化合物飲食能改善某些代謝途徑，並帶來有益的健康效果。將「食物作為藥物」的概念既古老又迷人，為了實現這一目標，人們已投入大量心力來探索 VLCKD 對人類代謝的影響。

在本篇綜述中，我們將回顧生酮飲食在各個潛在臨床應用領域的研究，並對相關證據進行簡要討論。

什麼是酮症？

胰島素會活化體內儲存碳水化合物能量的關鍵酵素。當飲食中缺乏或極少攝取碳水化合物時，胰島素水平下降，導致脂肪生成及脂肪堆積減少。在禁食數天或將每日碳水化合物攝取量大幅降低至少於50克時，體內的葡萄糖儲備不足以供應克氏循環（Krebs cycle）中草醯乙酸的供給，也無法滿足中樞神經系統（CNS）對葡萄糖的需求（這也產生了「脂肪在碳水化合物的火焰中燃燒」這句名言）。

中樞神經系統無法直接利用脂肪作為能量來源，通常依賴葡萄糖供能。然而，在連續3到4天未攝取碳水化合物後，中樞神經系統被「迫使」尋找替代的能量來源。根據 Cahill 等人的經典實驗顯示，這種替代能量來源來自乙醯輔酶A（Acetyl CoA）的過度產生。在長時間禁食、第一型糖尿病及高脂肪／低碳水化合物飲食的情況下，體內會產生異常高水平的「酮體」（Ketone Bodies, KBs），包括乙醯乙酸（Acetoacetate）、β-羥基丁酸（β-Hydroxybutyrate）及丙酮（Acetone）。這個過程稱為「生酮作用」（Ketogenesis），主要在肝臟的線粒體基質中進行。

肝臟主要產生的酮體是乙醯乙酸，但在血液循環中占主導地位的則是 β-羥基丁酸，儘管嚴格來說，β-羥基丁酸並不完全算是一種酮體，因為其酮基已被還原成為羥基。在正常碳水化合物攝取的情況下，體內游離的乙醯乙酸產量極低，且會迅速被骨骼肌和心肌等組織代謝。然而，當乙醯乙酸過度產生時，部分會轉化為其他兩種酮體，導致血液和尿液中酮體濃度升高，分別稱為酮血症（Ketonemia）和酮尿症（Ketonuria）。酮症患者呼吸時所散發的特有「甜味」氣味，源自於丙酮，這是一種極易揮發的化合物，主要透過肺部呼吸排出體外。

從乙醯輔酶A形成3-羥基-3-甲基戊二醯輔酶A（3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-CoA）的途徑，也發生在肝細胞的細胞質中，但在這裡該途徑被用於合成膽固醇。在正常情況下，血液中酮體的濃度極低（<0.3 mmol/L），而葡萄糖的濃度約為4 mmol/L。由於葡萄糖與酮體在腦部的單羧酸鹽轉運蛋白（Monocarboxylate Transporter）上有相似的米氏常數（Km），當酮體濃度達到約4 mmol/L時，中樞神經系統便開始將其作為主要的能量來源。

酮體透過代謝途徑被組織利用，β-羥基丁酸可轉化為兩分子的乙醯輔酶A，進一步進入克氏循環產生能量。有趣的是，酮體相比葡萄糖，能產生更多的能量，這是由於酮症的代謝特性使得 β-羥基丁酸具有更高的化學能，從而提高了ATP水解的自由能變化（ΔG0）。值得注意的是，儘管血糖水平有所降低，但仍維持在生理範圍內，這是因為葡萄糖可透過兩個來源合成：糖原生胺基酸（Glucogenic Amino Acids）以及由三酸甘油酯分解所釋放的甘油（Glycerol）。

表 1：正常飲食、生酮飲食與糖尿病酮酸中毒時的血液濃度比較¹¹

我們必須強調，酮症是一種完全生理性的機制。生化學家漢斯·克列布斯（Hans Krebs）最早將「生理性酮症」與第一型糖尿病患者所見的病理性酮酸中毒加以區分。

在生理性酮症（發生於極低熱量的生酮飲食期間）中，血酮濃度最高可達 7至8 mmol/L（濃度不會更高，因為中樞神經系統會高效地將這些分子作為能量來源，取代葡萄糖），且血液pH值並不會改變。

相較之下，在未受控制的糖尿病酮酸中毒中，血酮濃度可能超過 20 mmol/L，並伴隨著血液pH值下降。

生酮飲食的治療作用

有力的證據

毫無疑問，眾多證據顯示生酮飲食在減重治療上具有顯著效果，但對於其運作機制仍存在不同理論。一些研究人員認為，低碳水化合物飲食並沒有額外的代謝優勢，減重效果主要來自於總熱量攝取的減少，這可能與蛋白質提高飽足感有關。然而，另一些學者則支持低碳水化合物飲食具有獨特的代謝優勢，這一假說近年來已被更深入地探討，進一步引起人們對極低碳水化合物生酮飲食（VLCKD）在減重及代謝調節方面的關注。

熱力學第一定律（能量守恆定律）在過去一個世紀以來主導了減重機制的核心理論，導致其他觀點較難被接受。根據這些傳統理論，美國農業部認為，減少熱量攝取是減重的關鍵，營養素的組成則相對次要，甚至可以忽略不計。

然而，多數**自由攝食（ad-libitum）**研究顯示，低碳水化合物飲食者在前3到6個月內的減重效果明顯優於均衡飲食者。其中一種假說認為，蛋白質作為能量來源的代謝過程較為「昂貴」，使得身體在代謝上浪費更多的熱量，因此，相較於其他飲食，更容易達到減重效果。

一般而言，人類每天約需 60–65克葡萄糖，在低碳水化合物飲食的初期階段，約有 16% 的葡萄糖來自甘油，而大部分則來自膳食或組織蛋白質的糖質新生作用。糖質新生的能量消耗已在多項研究中得到證實，估計每天消耗約 400–600大卡（來自內源性和食物來源的蛋白質）。

儘管如此，目前並無直接實驗證據支持這一引人注目的假說。相反，近期一項研究指出，極低碳水化合物生酮飲食並未顯著改變靜息能量消耗。

更簡單且可能性更高的解釋是，酮症可能具有抑制食慾的效果。雖然其機制尚未完全確立，但已有證據顯示，酮體（KBs）可能直接作用於食慾中樞，並通過影響**飢餓素（Ghrelin）和瘦素（Leptin）**等食慾調節激素，達到抑制食慾的效果。

VLCKD 減重效果的主要原因（依據重要性與現有證據排列）：

• 食慾減少：來自於蛋白質的高飽足感、食慾控制激素的調節（如飢餓素和瘦素），以及酮體可能直接抑制食慾的作用。
• 脂肪生成減少與脂肪分解增加。
• 靜息呼吸商（Respiratory Quotient）下降，因此，脂肪消耗的代謝效率更高。
• 糖質新生的高能量代謝成本，以及蛋白質的熱效應（Thermic Effect）。
• 這些機制的綜合作用，使得極低碳水化合物生酮飲食成為減重治療中有效且備受關注的飲食策略。

多項證據指出，極低碳水化合物生酮飲食（VLCKD） 對於心血管疾病風險因子具有顯著的改善效果。過去曾有質疑VLCKD長期安全性及其相較於「均衡飲食」的效果，並擔心其可能對血液中的三酸甘油酯及膽固醇產生不利影響。然而，近期大部分研究顯示，將碳水化合物攝取量降至誘發生理性酮症的水平（參見前述「什麼是酮症？」）實際上有助於顯著改善血脂狀況。

VLCKD對血液三酸甘油酯的降低效果尤為顯著，此外，也可有效降低總膽固醇並增加高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）的水平。更值得注意的是，VLCKD還可增加低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）顆粒的體積和大小，這被認為可降低心血管疾病風險，因為小型低密度脂蛋白顆粒更具動脈粥狀硬化性。

此外，飲食還能直接影響內源性膽固醇的合成。膽固醇合成的關鍵酵素3-羥基-3-甲基戊二醯輔酶A還原酶（HMG-CoA reductase） 會受到胰島素的活化，這意味著當血糖及胰島素濃度上升時，內源性膽固醇合成也會增加。相反，減少碳水化合物攝取可降低胰島素水平，進而減少內源性膽固醇合成。此外，來自飲食中膽固醇和脂肪的抑制作用，可能是生理性酮症改善血脂的主要機制。

因此，儘管過去對飲食性脂肪在膽固醇和三酸甘油酯上的負面影響有所質疑，但目前有力的證據顯示，VLCKD對這些心血管風險因子具有正面效果。

胰島素阻抗是第二型糖尿病（T2D）的核心特徵，這種狀態存在於不同程度的廣泛人群中，並可能引發多種症狀。胰島素阻抗的主要表現為肌肉細胞攝取循環葡萄糖的能力受損，導致更多的碳水化合物被轉化為脂肪（即新生脂肪生成作用，De Novo Lipogenesis, DNL），並進入血液循環。這種代謝異常大幅增加了罹患糖尿病和心臟病的風險。因此，胰島素阻抗實質上表現為**「碳水化合物不耐受」。當飲食中的碳水化合物攝取量降至不再顯著轉化為脂肪的水平**（此門檻因人而異），胰島素阻抗的症狀便可顯著改善，甚至完全消失。

多項研究顯示，對於第二型糖尿病患者，一旦能夠嚴格執行極低碳水化合物飲食，結果往往十分顯著。

Bistrian等人發現，T2D患者在接受極低熱量及碳水化合物飲食數週後，胰島素用量顯著減少，體重也大幅下降。
Gumbiner等人進行了一項為期3週的實驗，分別給予兩組T2D患者不同的低熱量飲食（蛋白質含量相同，但碳水化合物分別為24克與94克/天）。結果顯示，低碳水化合物飲食組的血液中酮體濃度顯著升高（約3 mmol/L），並且肝臟葡萄糖輸出顯著減少。
Boden等人的住院實驗顯示，T2D患者接受每日少於20克碳水化合物飲食兩週後，血糖水平從7.5 mmol/L降至6.3 mmol/L，**糖化血色素（HbA1c）**從7.3%降至6.8%，胰島素敏感性改善了75%。
在一項為期56週的長期研究中，T2D患者接受生酮飲食後，12週及56週時均顯示出顯著的改善效果，包括：

• 空腹血糖下降（−51%）
• 總膽固醇下降（−29%）
• 高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）上升（+63%）
• 低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）下降（−33%）
• 三酸甘油酯下降（−41%）

有趣的是，在一項針對非糖尿病超重者的研究中發現，酮症狀態下空腹血糖未受影響，但餐後血糖升高，這顯示酮症對糖尿病患者和非糖尿病患者的血糖恆定機制可能存在差異。

儘管減少碳水化合物攝取通常伴隨著脂肪質量顯著減少，但許多患者在體重顯著減少之前，其血糖控制、HbA1c及血脂指標已經得到顯著改善，甚至能夠減少或停止使用胰島素及其他降血糖藥物。

總結
對於代謝症候群、胰島素阻抗及第二型糖尿病（T2D）患者而言，極低碳水化合物生酮飲食（VLCKD）不僅能顯著改善血糖控制，還可提升全身胰島素敏感性。其療效不僅來自於碳水化合物攝取的減少，更來自於代謝機制的全面改善

自1920年代以來，生酮飲食就被認為是治療兒童重度癲癇的有效工具。然而，隨著抗癲癇藥物的問世，生酮飲食的應用逐漸式微，直到1990年代，隨著後續的研究及臨床試驗證實其實際療效，生酮飲食才重新受到重視。

儘管已經進行了多項研究，試圖揭示生酮飲食在癲癇治療中的作用機制，但截至目前，該機制仍未完全明確。

目前提出了幾種可能的假說來解釋其作用機制：

1. 酮體（KBs）具有直接的抗癲癇作用。
2. 酮體降低神經元的興奮性。
3. 作用於哺乳動物雷帕黴素靶蛋白（mTOR）通路。

2008年，Hartman等人在小鼠的6-Hz癲癇模型實驗中證實了生酮飲食的療效，但也發現癲癇保護作用與血液中酮體的濃度並無直接關聯，這表明可能還存在其他尚未被發現的機制。目前，多數研究者認為，生酮飲食所激活的代謝機制可能影響神經元中的神經傳導物質活性，這一領域仍是活躍的研究方向。

儘管其作用機制尚未完全闡明，但生酮飲食現已被視為全球主要癲癇中心綜合治療策略中的重要一環，可與藥物治療並行，尤其具有減少藥物使用量及降低抗癲癇藥物嚴重副作用的優勢。

在近期的Cochrane系統性回顧中，有力證據支持生酮飲食的療效：與對照組相比，所有研究均顯示癲癇發作頻率減少30–40%。該回顧報告指出，生酮飲食在兒童癲癇患者中的效果與現代抗癲癇藥物相當。

然而，生酮飲食的一大缺點是執行上的困難，導致患者的中途退出率較高。考慮到生酮飲食帶來的顯著療效及傳統抗癲癇藥物常見的嚴重副作用，開發更易於遵循的生酮飲食方案將是一個值得努力的方向。

結論
生酮飲食在癲癇治療中的重要性已得到充分驗證，並且在減重、心血管疾病及第二型糖尿病等領域也展現出卓越的潛力。

近年的研究顯示，精心設計的低碳水化合物飲食在體重管理、飽和脂肪代謝、發炎反應及其他生物標誌物上均有顯著改善效果。這些研究成果應促使我們持續深入探討生酮飲食的臨床治療價值。

圖1：生酮飲食在各種病理狀況中的治療機制

最新證據

近年來，越來越多研究顯示，至少某些特定食物種類與營養素可能會影響痤瘡的發展。一些食物或營養素之所以可能帶來負面影響，是因為它們能刺激增生途徑，進而促進痤瘡的形成。被懷疑的食物包括高升糖負荷食物與牛奶。其他證據來自多項研究，這些研究顯示不同族群間痤瘡的盛行率存在顯著差異，且遵循傳統飲食的非西化族群，痤瘡的發病率明顯較低，而這些傳統飲食的一個共同特徵便是低升糖負荷。

多項研究提供證據，指出高升糖負荷飲食可能透過刺激胰島素、增加雄激素的生物可利用性及胰島素樣生長因子-1（IGF-1）的活性，參與痤瘡的病因。此外，低升糖負荷飲食除了有助於體重和血糖水平控制外，還可改善皮膚品質。臨床與實驗證據顯示，胰島素可能透過誘導類固醇生成酶，增加雄激素的生成，並影響垂體分泌促性腺激素釋放激素（gonadotropin-releasing hormone, GnRH）及性荷爾蒙結合球蛋白（sex hormone-binding globulin）的生成。此外，胰島素還能降低 IGF 結合蛋白-1 的血清濃度，進一步增強 IGF-1 的作用。這些由胰島素介導的作用可能影響導致痤瘡發展的多種因素，包括：

a) 毛囊皮脂腺導管內基底角質形成細胞的增生增加。
b) 毛囊上皮異常脫落。
c) 雄激素介導的皮脂分泌增加。
d) 痤瘡丙酸桿菌（Propionibacterium acnes）在角質層的定殖及隨之而來的發炎反應。

總結來說，儘管目前尚未有最終定論，但臨床及生理學證據顯示生酮飲食可能有效減輕痤瘡的嚴重程度及進展，未來仍需隨機臨床試驗來進一步確認此推論。

致癌是一個複雜的過程，涉及多重連續性的基因突變，這些突變隨機發生在正常細胞的 DNA 中，可能歷經數年甚至數十年，最終特定基因突變，導致細胞生長失控，產生完整的腫瘤表徵，並可能發生轉移。有證據顯示，高胰島素血症、高血糖及慢性發炎可能透過多種途徑（包括胰島素/IGF-1 路徑）影響腫瘤形成過程，大多數癌細胞表現出胰島素和 IGF-1 受體。

研究顯示，胰島素可刺激有絲分裂（即使在缺乏 IGF-1 受體的細胞中），並可能透過多種機制促進癌症，包括細胞增殖、抑制細胞凋亡、細胞侵襲及轉移。胰島素/IGF-1 路徑也可能增強多種癌細胞的促進與進展，並透過血管新生促進癌細胞擴散。此外，胰島素可透過降低肝臟 IGF 結合蛋白-1 和 -2 的生成，增加循環中游離活性 IGF-1 的濃度，而 IGF-1 因其促細胞增殖及抗凋亡特性，可能在致癌過程中扮演關鍵角色。

考慮到碳水化合物與胰島素（及 IGF-1）之間的明顯關聯，碳水化合物與癌症之間的潛在聯繫便成為一個合理的推論。自1920年代以來，這種關聯已被注意到，當時德俄醫師布勞恩斯坦（Dr. A Braunstein）觀察到患癌的糖尿病患者尿糖顯著減少。隨後，凱撒威廉生物研究所的瓦爾堡（Warburg）提出「瓦爾堡效應」，指出即使在氧氣充足的情況下，癌細胞仍主要透過高速糖酵解與乳酸發酵獲取能量。

多項研究已證實「瓦爾堡效應」，如今它被認為是多種癌症的顯著特徵，快速增殖的腫瘤細胞的糖酵解速率通常是其原始正常組織的200倍。此外，胰島素/IGF-1 路徑在癌症發展中的刺激作用，以及粒線體損傷或功能失調，可能在其中扮演重要角色。功能失調的粒線體可能上調磷脂酰肌醇3-激酶/Akt/mTOR 訊息傳遞途徑中的一些致癌基因，而 Akt 作為胰島素訊號傳遞的下游成分，參與腫瘤細胞代謝的變化，增加抗凋亡能力，降低 β 氧化，並增加細胞質中的脂質合成。

因此，極低碳水化合物飲食（VLCKD）可能有助於減緩某些類型癌症的進展，儘管目前的證據尚屬初步階段。1980年代，Tisdale 等人進行的開創性動物研究顯示，生酮飲食可減少小鼠腫瘤體積。近期研究亦發現，生酮飲食可能減緩人類胃癌及腦癌的進展。雖然目前尚未有針對癌症患者進行 VLCKD 的隨機對照試驗，現有的證據多屬個案報告，但有研究指出，透過抑制胰島素，生酮飲食可能成為癌症患者的輔助治療選項。

總結來說，透過「餓死」腫瘤細胞（減少葡萄糖供應）及降低胰島素對細胞生長的直接作用，生酮飲食在某些癌症治療中展現出潛力，值得進一步深入研究，現有的證據已足以支持展開臨床試驗。

多囊性卵巢症候群（Polycystic Ovary Syndrome, PCOS）是一種常見的女性內分泌疾病，盛行率約為6–10%。其症狀包括高雄激素血症、排卵功能異常、肥胖、胰島素阻抗及生育能力下降。胰島素阻抗及相關的高胰島素血症是 PCOS 患者中極為常見的特徵，約有65–70%的患者受到影響。這種現象在肥胖患者中更為顯著，約70–80%的肥胖患者存在胰島素阻抗，相較之下，只有20–25%的體型較瘦的患者出現此問題。

儘管如此，胰島素阻抗與高胰島素血症似乎與肥胖無關，兩者皆可獨立引發 PCOS。此外，無論體型胖瘦，患者的胰島素訊號傳導機制均出現異常。高胰島素血症可能透過刺激卵巢顆粒膜細胞的雄激素生成，並增強促性腺激素刺激下的卵巢雄激素類固醇生成。然而，最新數據顯示，胰島素誘導的卵巢激素分泌增加，並未伴隨類固醇代謝的增強。

高胰島素血症還可能影響雄激素在中樞神經的作用，干擾黃體酮對促性腺激素釋放激素（GnRH）脈衝生成器的抑制作用。此外，研究顯示，胰島素可增加腎上腺類固醇生成酶 mRNA 的表現，並增強腎上腺對促腎上腺皮質激素（ACTH）的反應性。

PCOS 患者常出現代謝症候群相關症狀，包括胰島素阻抗、肥胖、葡萄糖耐受不良、第二型糖尿病、血脂異常及高發炎水平。建議的治療方法包括降低胰島素阻抗及高胰島素血症，透過生活方式調整（運動、飲食與減重）以及藥物治療（如噻唑烷二酮類藥物或二甲雙胍）。任何能改善胰島素血症及降低體重的介入措施，皆可能有效減少高雄激素血症，促進排卵功能正常化，並緩解 PCOS 的多種症狀。

最後，儘管目前只有初步證據支持極低碳水化合物飲食（VLCKD）對 PCOS 的正面效果，但其機制與生理學上的合理性相符，值得進一步研究與驗證。

最新數據顯示，除了癲癇之外，生酮飲食在多種神經系統疾病中可能具有治療潛力，包括頭痛、腦外傷、阿茲海默症、帕金森氏症、睡眠障礙、腦癌、自閉症及多發性硬化症等。儘管這些疾病彼此間存在顯著差異，但它們在發病機制上可能有一個共同特徵，即細胞能量利用異常，而這正是許多神經系統疾病的共同特性，或許這也是生酮飲食能產生療效的潛在基礎。

目前，生酮飲食的確切作用機制尚未被完全闡明，但一些研究報告提供了有價值的線索。例如，最近的研究顯示，酮體（KBs）可能透過提升神經組織中的 ATP 水平，減少活性氧自由基的生成，發揮神經保護作用，並促進粒線體生物合成，有助於調節突觸功能。此外，生酮飲食促進多元不飽和脂肪酸的合成，可能在調節神經細胞膜的興奮性方面發揮作用。例如，已證實多元不飽和脂肪酸可以透過阻斷電壓門控鈉離子通道來調節神經元的興奮性。

另一種可能的機制是，透過降低葡萄糖代謝，生酮飲食可能啟動抗癲癇機制，這已在大鼠模型中得到證實。此外，單純的熱量限制本身也被認為具有神經保護作用，包括改善粒線體功能、減少氧化壓力和細胞凋亡，並抑制腫瘤壞死因子-α及白細胞介素等促發炎介質的釋放。

儘管目前已收集到一些有希望的數據，但除了在癲癇治療中的顯著成效外，生酮飲食對大多數神經系統疾病的臨床療效仍停留在推測階段，尚未得到全面證實。

與健康族群相比，阿茲海默症患者出現癲癇發作的機率較高。此外，研究指出，患者的神經元興奮性增強，神經迴路及粒線體穩態發生異常。

根據上述研究結果，生酮飲食在臨床上可能有助於治療阿茲海默症。一項研究顯示，在特定條件下，接受生酮飲食的阿茲海默症患者出現了顯著的臨床改善。這種改善可能部分源於酮體（KBs）對β類澱粉蛋白毒性作用的保護效果，進而改善粒線體功能。在動物實驗中，攝取生酮飲食的阿茲海默症轉基因小鼠，其粒線體功能較佳，氧化壓力較低，β類澱粉蛋白沉積也較少，與正常飲食的小鼠相比有顯著差異。

這些令人鼓舞的結果顯示出生酮飲食在阿茲海默症治療中的潛力，值得進一步深入研究，以加深我們對這種難以治癒的退化性疾病之潛在療效的理解。

前述生酮飲食對粒線體活性的潛在有益影響，也被用來解釋部分帕金森氏症患者在疾病嚴重程度標準評分量表上的改善結果。此外，在帕金森氏症動物模型中，典型的粒線體呼吸鏈損傷在接受生酮飲食後有所減輕。然而，目前生酮飲食在帕金森氏症治療中的實際效用仍大多停留在推測階段，尚未有確鑿的臨床證據支持。

創傷性腦損傷可能在長期內導致癲癇發作。由於生酮飲食在減少癲癇發作方面已被證實有效，因此有研究指出，生酮飲食可能改善腦損傷患者的臨床狀態，特別是減少癲癇等長期後遺症的發生率。

在動物實驗中，生酮飲食被證實可以減少皮質損傷體積，且這種效果與大腦對酮體代謝的成熟度變化有關。此外，生酮飲食也被發現可減輕創傷後的認知與運動功能障礙，至少在大鼠模型中有所體現。

然而，生酮飲食在創傷性腦損傷後的抗癲癇效果仍具爭議性，相關機制與療效尚未完全明確，未來仍需更多研究來深入探討。

在許多神經退化性疾病中，能量生成功能失調（特別是粒線體功能受損）可能在其發病機制中扮演重要角色，肌萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS）或許也包括在內。因此，生酮飲食被提出作為一種輔助性的治療方法。

Zhao 等人的研究顯示，與對照飲食相比，接受生酮飲食的 ALS 動物模型在組織學和功能表現上均有改善。雖然整體存活時間並未延長，但運動神經元數量較多，運動功能受損情況也較輕。

然而，目前缺乏直接的人體實驗與臨床試驗。為避免產生不切實際的期望，來自動物模型的初步數據應謹慎解讀，尚需進一步的臨床研究來驗證其療效。

生酮飲食的代謝效應意味著脂肪氧化率高於一般飲食，進而導致呼吸交換比值（Respiratory Exchange Ratio, RER）降低。代謝產生的二氧化碳排放量可透過肺泡通氣量與肺泡二氧化碳分數的乘積計算而得。

肺通氣量與肺泡通氣量的差異僅在於生理死腔的影響，且沒有理由懷疑飲食改變會影響生理死腔。因此，隨著生酮飲食引起的呼吸交換比值與代謝性二氧化碳排放量降低，預期會出現動脈二氧化碳分壓（PaCO₂）或肺通氣量，或兩者同時下降的現象。

若此推論獲得驗證，這些效應可能有助於治療呼吸衰竭患者。然而，目前這一領域尚未被深入探討。Sabapathy 等人的研究觀察到，肌肉肝醣含量下降導致呼吸交換比值降低，並伴隨著二氧化碳分壓下降及肺通氣量的穩定性。

這些發現至少暗示，生酮飲食可能對因呼吸衰竭而導致動脈二氧化碳分壓升高的患者有所助益。當然，仍需更多研究來驗證這一假說。

如果將生酮飲食與高蛋白飲食劃上等號（儘管這並不完全正確），那麼批評者提出的風險主要包括由於蛋白質代謝產生大量氮排泄，可能導致腎小球壓力增加及過濾作用過度，進而造成腎臟損傷。然而，各項研究結果並未達成廣泛共識。有些動物實驗推測高蛋白質攝取可能引發腎臟損傷，但其他涵蓋動物模型、薈萃分析及人類研究的結果則顯示，即使是高蛋白質飲食也不會對腎功能造成損害。

在腎功能正常的人群中，較高的飲食蛋白質含量可能引起一些功能性和形態上的適應性變化，但並未觀察到負面影響。事實上，與腎臟結構性損傷相比，蛋白質對血壓的影響可能更為顯著。參與糖質新生或尿素生成的胺基酸一般具有降血壓的效果，而具酸化特性的胺基酸則可能引起血壓上升。

腎功能不全（即使是亞臨床狀態）、腎臟移植患者以及患有代謝症候群或其他與肥胖相關疾病的人群，可能更容易受到特定胺基酸（特別是含硫胺基酸）引起的高血壓影響。此外，肥胖與腎單位數量減少及高血壓之間存在明確的相關性，這使得第二型糖尿病（T2D）或代謝症候群患者即使腎臟未受損，也可能面臨較高風險。

儘管有研究顯示，將糖尿病患者的蛋白質攝取量從每公斤體重1.2克減少到0.9克，短期內可以改善蛋白尿，但後續的研究則指出，長期限制蛋白質攝取並非必要，也無實質益處。

值得注意的是，生酮飲食實際上僅是「相對」高蛋白，並非極高蛋白。此外，近期一些研究顯示，極低碳水化合物生酮飲食（VLCKD）甚至可以在小鼠身上逆轉糖尿病腎病變。

至於生酮飲食可能引起的酸中毒，由於酮體濃度通常不會超過 8 mmol/L，因此對於胰島素功能正常的人來說，這種風險幾乎不存在。

結論

生酮飲食常被認為是有效的體重控制工具，許多研究指出，其效果可能優於低脂飲食。然而，文獻中對於生酮飲食的絕對效果尚未達成共識，且對其安全性仍存在一些疑慮。不過，生酮飲食不僅限於體重控制，還存在一個鮮為人知的「潛在面向」：其更廣泛的治療潛力。

如本綜述所述，生酮飲食在癌症、第二型糖尿病（T2D）、多囊性卵巢症候群（PCOS）、心血管疾病及神經系統疾病等領域展現出嶄新的應用前景。

未來仍需進一步研究，以更深入地探討其潛在的治療機制、療效及安全性。我們誠摯地邀請所有研究人員，以開放且無偏見的態度，共同迎接這項挑戰。

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