腦外傷本質是能量危機,酮體能繞過受損的葡萄糖代謝
創傷性腦損傷後大腦先超量用糖、再長期糖代謝低下,而酮體不依賴這條受損通路,還能抑制神經炎症——這解釋了為什麼酮代謝療法能同時作用於癲癇、精神障礙和成癮。
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腦外傷先超糖,再長期缺糖
受傷後頭一兩天,交感神經和激素被激活,大腦反而進入高糖酵解狀態,PET 掃描上葡萄糖水平很高。緊接著是一個拖長的葡萄糖低代謝期,大腦能量代謝被關掉。這個低代謝期不只是預測恢復軌跡,還預測創傷後癲癇、精神障礙和物質濫用的風險。作者把它和阿爾茨海默病並列:阿爾茨海默的糖低代謝要幾十年才顯現,腦外傷的版本一週內就出現,且可持續數月到數年。
— Dominic D'Agostino酮體繞開的是被卡住的那道酶
大腦用葡萄糖要經過多步,其中 GLUT3 轉運體會被內化,丙酮酸脫氫酶複合體這個限速酶的功能也被抑制——腦外傷和阿爾茨海默病都會這樣。酮體可以繞過這個糖低代謝環節,恢復和保住腦能量代謝。更關鍵的是,隨年齡增長大腦用糖的能力下降,但用酮體的能力沒有明顯改變。這構成了酮代謝療法的全部理由。
— Dominic D'Agostino越老的人對代謝療法反應越好
作者引用的研究者本人並不研究代謝,但同意衰老會降低代謝韌性、降低線粒體功能、造成氧化應激,腦損傷後代謝韌性進一步陡降。由此推出一個反直覺結論:老年人對代謝療法的反應比年輕人更明顯,因為他們基線更低、可改善空間更大。運動也是最強的代謝療法之一,有人覺得自己太老不該運動,這個判斷是錯的。
— Dominic D'Agostino用劃痕實驗替代給動物做腦外傷
作者的妻子用原代神經元做劃痕實驗:在培養皿中間劃一道,觀察神經元多久長回來,同時測 synapsin 1 和 beta tubulin 3 這兩個神經再生相關蛋白。對照組劃痕後出現軸突回縮,神經元根本不嘗試進入劃痕區;加了 2 毫摩爾的酮體後,神經元開始長進去。2 毫摩爾是生酮飲食或補劑能達到並維持的水平。這個方法的動機之一是避免給動物造成腦外傷。
— Dominic D'Agostino高壓氧治的是十年前的腦外傷
作者原本認為高壓氧只在急性期有效,但一項近期發表在 Frontiers Neurology 的研究對十年前發生腦外傷的受試者使用高壓氧,認知評分改善相當明顯,作者本人是這篇的審稿人。他擔心的風險是氧中毒性癲癇,所以主張做高壓氧時先進入強治療性生酮狀態,既增強療效又防癲癇。南佛羅里達大學正在做一個州政府資助的 2800 萬美元、五年雙盲隨機對照試驗,帶假對照,作者是顧問。
— Dominic D'Agostino1,3-丁二醇不是酮,是醇
市面上很多補劑其實就是純 1,3-丁二醇,它不是酮,攝入後要像酒精一樣經肝臟代謝,會讓約 30% 到 40% 的人頭暈,對老年人尤其危險。作者團隊發表過慢性酮補劑肝臟結局的論文,獨立實驗室用小鼠重複出同樣結果:1,3-丁二醇讓肝細胞 ATP 水平驟降、炎症標誌物上升。作者自己連續兩週高劑量服用後,血檢也出現他認為是潛在問題的變化。他建議老年人用酮電解質鹽,避開 1,3-丁二醇。
— Dominic D'Agostino酮體超過 2 毫摩爾反而傷腦
酮體不是越高越好。超過 2 毫摩爾會觸發反調節機制,身體釋放胰島素,兩小時後酮體幾乎歸零,但因為胰島素被釋放,血糖也會很低,結果是低血糖加高酮體。作者說這對他會引發頭痛,並且損害腦能量。他認識有人因為大劑量酮體被送進醫院。實操建議是滴定劑量,酮酯要和延緩胃吸收的東西合用,或者乾脆用酮鹽——酮鹽本身也會稍微延緩胃吸收。
— Dominic D'Agostino酮體每升 1 毫摩爾多給大腦一成能量
對長期腦外傷倖存者,作者給的兩條日常習慣是運動和營養。運動要同時做有氧和抗阻,因為肌肉收縮會釋放幫助組織修復的激素類物質。營養上至少要做全食物的碳水限制飲食,把血糖壓低且穩定。他認為只有約 10% 到 20% 的人能靠生酮飲食維持營養性生酮,所以更現實的路徑是健康低碳地中海飲食加酮補劑和 MCT,把酮體推到 1 到 2 毫摩爾。1 毫摩爾相當於給大腦多 10% 可用能量,2 毫摩爾是 20%。
— Dominic D'Agostino原話 · 已逐字校驗
traumatic brain injury, the acute phase and also the chronic phase, is really a brain energy crisis, a brain energy metabolism crisis, and an important concept here is that your metabolism is modifiable.
創傷性腦損傷,無論急性期還是慢性期,本質上都是一場大腦能量危機、一場腦能量代謝危機,而這裡一個重要概念是:你的代謝是可以改變的。
Dominic D'Agostino1:17
So, uh traumatic brain injury is almost like Alzheimer's disease in real time.
所以,創傷性腦損傷幾乎就像是實時上演的阿爾茨海默病。
Dominic D'Agostino20:34
As we age, our brain's ability to use ketones as an energy source is not significantly altered over time.
隨著年齡增長,我們大腦把酮體當作能量來源的能力並不會隨時間明顯改變。
Dominic D'Agostino23:36
older individuals are actually more responsive to metabolic therapies than younger individuals because they're at a lower baseline.
老年人對代謝療法的反應其實比年輕人更好,因為他們的基線更低。
Dominic D'Agostino27:40
But higher ketones are not always better.
但酮體更高並不總是更好。
Dominic D'Agostino53:09
If you elevate your ketone 1 millimolar, that's giving your brain an extra 10% of available energy. 2 millimolars, 20% extra energy is available to the brain.
如果你把酮體提高 1 毫摩爾,就是給大腦額外 10% 的可用能量。2 毫摩爾,就是給大腦額外 20% 的可用能量。
Dominic D'Agostino56:13
數字與實體
| 美國每年創傷性腦損傷發生數 | 280 萬例 | 7:21 |
| 創傷性腦損傷的經濟負擔 | 760 億美元 | 7:21 |
| 65 歲以上老人跌倒相關腦外傷發生率 | 高出 10 到 16 倍 | 9:26 |
| Glasgow 昏迷量表 13 分的 75 歲以上老人死亡率 | 15% 到 25% | 12:28 |
| 85 歲以上 Glasgow 昏迷量表 13 分者死亡率 | 約 25% | 12:28 |
| 劃痕實驗中使用的酮體濃度 | 2 毫摩爾 | 31:44 |
| 肌酸用於腦外傷研究的劑量 | 每天 20 到 40 克 | 36:51 |
| 南佛羅里達大學高壓氧治療腦外傷試驗資助額 | 2800 萬美元,五年雙盲隨機對照 | 45:58 |
| 1,3-丁二醇導致頭暈的人群比例 | 30% 到 40% | 46:58 |
| 能靠生酮飲食維持營養性生酮的人群比例 | 約 10% 到 20% | 55:13 |
術語
- ketone metabolic therapy酮代謝療法
- 用生酮飲食、酮補劑或禁食把酮體提到治療濃度,繞過受損的葡萄糖代謝。
- hyperbaric oxygen therapy高壓氧治療
- 在加壓艙內吸入高濃度氧,風險是氧中毒性癲癇。
- Glasgow Coma Scale格拉斯哥昏迷量表
- 按睜眼、語言、運動反應評分,3 到 8 分為重度,13 到 15 分為輕度。
- 1,3-butanediol1,3-丁二醇
- 常被當作酮補劑賣的醇類,需經肝臟代謝,會降低肝細胞 ATP。
- glucose hypometabolism葡萄糖低代謝
- 腦外傷後大腦長期無法有效利用葡萄糖的狀態,可預測恢復與癲癇風險。
收聽指南
關注腦外傷、神經退行與代謝干預的臨床研究者、運動醫學從業者,以及給老年家人做跌倒預防決策的人。
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