מהי הדיאטה הקטוגנית?
מקור הדיאטה הקטוגנית הינו מהעולם הקליני. תיעוד לשימוש בדיאטה הקטוגנית ( צורות שונות של צום, אשר גרמו לייצור גופי קטון ) קיים כ – 500 שנים לפנה"ס, כטיפול בחולי אפילפסיה כאמצעי להפחתת התקפים. בשנת 1911 בוצע הטיפול המודרני הראשון בצום לטיפול באפילפסיה ( 1 ) ומאז נעשה שימוש בדיאטה כאמצעי לטיפול בסוכרת מסוג – 2  ( 2,3 ) ונבדק שימושה כטיפול תומך בסוגים שונים של סרטן ( 4,5 ).

כאשר אנו צורכים דיאטה אשר מכילה כמות פחמימות סבירה  - המוח ומערכת העצבים משתמשים בעיקר בגלוקוז כמקור אנרגיה.
כאשר חסרות לגוף פחמימות למשל: בזמן צום, במצב של סוכרת לא מאוזנת ( קיים גלוקוז בדם אך אינו נכנס לתאי הגוף ואינו מנוצל לאנרגיה בצורה נכונה ) או כאשר התזונה שלנו אינה מספקת לגוף פחמימות – פחות מ – 50 גר' ליום, גופנו מתחיל להשתמש בשומן באופן מוגבר כדלק.
 
בשל המחסור בפחמימות, ניצול חומצות השומן לאנרגיה גורם לייצור גופי קטון - אצטואצטאט, אצטון ובטא-הידרוקסי-בוטיראט (ובטא-הידרוקסי-בוטיראט הינה חומצה קרבוקסילית, אך נמנית עם גופי הקטון ) ( 6 ).  לאחר תקופת הסתגלות של הגוף, גופי הקטון מספקים לגוף אנרגיה חלופית לגלוקוז. לאחר פרק זמן קצר כ – 30% מתצרוכת האנרגיה למוח ולאחר פרק זמן ממושך עד  כ – 70% מתצרוכת האנרגיה למוח.  

Fat (A) and carbohydrate (B) oxidation rate during 180 min of running at 64% VO2max and 120 min of recovery. LC = low-carbohydrate diet group; HC = high-carbohydrate diet group  (8).

HC and LCKD groups lactate responses at 0km, 20km, 40km, 60km, 80km, 100km and CPT data points, at pre and postintervention
testing (11).

Circulating concentrations of lactate. LC = low-carbohydrate diet group; HC = high carbohydrate diet group (8).

Concentration of LA during the exercise protocol, after a mixed and ketogenic diet. LC = low-carbohydrate diet group; HC = high carbohydrate diet group (10).

3. VO2max.
ברוב המחקרים לא נמדדה השפעת הדיאטה הקטוגנית על שיפור הצח"מ - VO2max. מחקר אשר תיעד שיפור ב - VO2max ייחס את השיפור להפחתת משקל הגוף, מאחר ו - VO2max מבוטא ביחידות צריכת חמצן המתוקננות למשקל הגוף - מיליליטר חמצן לכל קילוגרם משקל גוף לדקה ( 10 ). 


4. הפחתת משקל הגוף / שינוי בהרכב הגוף.
ברוב המחקרים מתוארת הפחתה במשקל הגוף ובמסת השומן ברוב המשתתפים במחקר, ללא הבדל בין הספורטאים בקבוצה אשר צרכה דיאטה קטוגנית לעומת קבוצת הספורטאים שצרכה דיאטה רגילה.
ממחקרים מסוימים אשר פרסמו את תוצאות הרכב הגוף ומשקלם של משתתפי המחקר, עולה כי לדיאטה הקטוגנית עשויה להיות השפעה על הרכב הגוף ומשקל הגוף.
 
במחקר בו השתתפו 20 ספורטאי סבולת נצפתה הפחתה משמעותית במשקל ובאחוז השומן עקב צריכת דיאטה קטוגנית. ספורטאים אשר צרכו דיאטה קטוגנית הפחיתו כ -  5.9 ק"ג משקל גוף , 4.6 ק"ג משקל מסת שומן והפחיתו בממוצע כ – 5.2% שומן, לעומת הפחתת משקל גוף של כ – 0.8 ק"ג ממשקל הגוף, 0.5 ק"ג משקל מסת שומן והפחתה של כ – 0.7% שומן בקבוצת הספורטאים אשר צרכו דיאטה רגילה ( 11 ).
 
במחקר אשר כלל מספר קטן של משתתפים, בו נכללו 4 נשים וגבר אחד, כל המשתתפים הפחיתו את משקל גופם לאחר צריכת דיאטה קטוגנית, כ – 3.1 ± 4 ק"ג משקל גוף ונצפתה הפחתה באחוז השומן – הפחתה של כ – 6.9 ± 25.9 מ"מ עובי רקמת שומן ( 13 ).
 
במחקר בו השתתפו  29  ספורטאים מתחום ההליכה התחרותית, נצפתה הפחתת משקל גוף של כ -  1.8 ק"ג בממוצע בקבוצה אשר צרכה דיאטה קטוגנית לעומת הפחתת משקל של כ -  0.6 ק"ג בקבוצה שצרכה דיאטה רגילה ( 14 ).  



דיאטה קטוגנית – השפעה על ביצועים

תזונה עתירת שומן ודלה בפחמימות לפרק זמן קצר, גורמת להסתגלות שרירי השלד לניצול מוגבר של שומן והפחתת ניצול פחמימות כמקור לאנרגיה ( 15 ). מניפולציות תזונתיות כגון אלה קיימות לשם חסכון בגליקוגן, כאשר הכוונה הינה לגרום לשרירי השלד לייצר אנזימים אשר יגרמו לניצול גדול יותר של חומצות שומן  - אך להתאמן בתנאים בהם כמות הגליקוגן בשריר גדולה ( 16). לא נמצא כי שימוש באסטרטגיות תזונתיות אלו הוביל לשיפור הישגים ספורטיביים.
 
 
צריכת דיאטה קטוגנית לתקופה ממושכת גורמת למספר שינויים פיזיולוגיים, בניהם הפחתת ההסתמכות על פחמימות כמקור לאנרגיה ויכולת גדולה יותר של ניצול שומן כמקור לאנרגיה כ – 1.5 גר' לדקה ואף למעלה מכך בהשוואה ל כ- 1 גר' / דקה בספורטאים אשר צרכו דיאטה רגילה ( 8,9 ).

למרות העלייה בכושר ניצול שומן כמקור לאנרגיה, במחקרים בהם בוצע פרוטוקול מאמץ בתנאים תת מרביים – מתחת ל 70%  -  VO2max לא נמצא שיפור במרחק – במבחנים תלויי זמן או בזמן  - במבחנים תלויי מרחק.

במחקר בו בוצע מבחן מאמץ תלוי מרחק – ריצת 100 ק"מ, לא נצפה הבדל משמעותי בין הקבוצה שצרכה דיאטה רגילה לבין הקבוצה שצרכה דיאטה קטוגנית מבחינת זמן הריצה. יש לציין שהשיפור בזמנים בתוך הקבוצות היה גדול יותר בקבוצה שצרכה דיאטה קטוגנית. המשתתפים בקבוצה הקטוגנית שיפרו את זמן הריצה במהלך 12 שבועות במחקר ב – 4:07 דקות לעומת שיפור של 1:13 דקות בקבוצה שצרכה דיאטה רגילה ( 11 ). 


במחקר בו השתתפו הולכים תחרותיים נצפה הבדל בין הקבוצה שצרכה דיאטה קטוגנית לבין הקבוצה שצרכה דיאטה רגילה, מבחינת זמן ההליכה. במחקר בוצעו שני מבחני מאמץ תלויי מרחק, מרוץ הליכה מהירה למרחק 10 ק"מ ומבחן הליכה למרחק 25 ק"מ. במחקר תועדה עליה ביכולת ניצול השומן כמקור לאנרגיה כ – 0.32 ± 1.57 גר' / דקה, בקבוצה שצרכה דיאטה קטוגנית. בעוד שהקבוצה שצרכה דיאטה רגילה שיפרה את זמן המרוץ, נצפתה ירידה בביצועים בקבוצה שצרכה דיאטה קטוגנית ( 14 ). 


תוצאות אלו התקבלו בתנאי מאמץ תת מרביים  - מתחת ל - 70%  -  VO2max.
במחקרים בהם בוצע פרוטוקול מאמץ בעצימות של 70%  -  VO2max ומעלה, צריכת דיאטה קטוגנית גרמה לירידה בביצועים ( 13,17 ). 

במחקר בו ביצעו המשתתפים מבחן מאמץ רכיבה אינקרמנטלי, נצפתה ירידה בביצועים - הפחתה של כ – 0.7 ± 2 דקות בזמן הרכיבה בעקבות צריכת דיאטה קטוגנית במשך 10 שבועות . מבחן המאמץ החל ברמת עצימות של 30W ובוצעה בו עליה ברמת העצימות -  30W נוספים בכל 3 דקות. המשתתפים רכבו עד למצב של תשישות. ( 13 ).


צריכת דיאטה קטוגנית גורמת להפחתת משקל הגוף וכאשר מבוצעת באופן מאוזן עם כמות חלבון מאוזנת, תורמת לשמירה על הרכב גוף תקין ואינה גורמת לאיבוד משמעותי במסת הגוף הכחושה ( 11,13,14 ). למרות הפחתת משקל הגוף – גורם משמעותי בענפי ספורט בהם משקל הגוף הינו גורם מגביל, במחקרים בהם נבדקה השפעת הדיאטה הקטוגנית לא נמצא כי צריכתה גרמה לשיפור בביצועים.
 
על פי המחקרים הקיימים ניתן להסיק שצריכת דיאטה קטוגנית אינה גורמת להפחתת ביצועים ספורטיביים בספורטאי סבולת בתנאים תת מרביים, אך אינה גורמת לשיפור ביצועים בתנאים אלו. במידה ומדובר בענף ספורט אשר בו מבוצעים מאמצים גופניים עצימים מעל 70%  -  VO2max בתדירות גבוהה, צריכת דיאטה קטוגנית עשויה לגרום לירידה בביצועים.


סיכום

גוף האדם בנוי להישרדות  ובעל יכולת הסתגלות לניצול המזון המסופק לו על ידי שינוי המטבוליזם ברקמת השריר וברקמת מערכת העצבים – כך גם במקרה של תזונה עתירת שומן דלה בפחמימות וחלבון = דיאטה קטוגנית.
 
מספר המחקרים ומספר המשתתפים בהם קטן יחסית. בנוסף, המחקרים לא מספקים אחידות מבחינת רקע המשתתפים, גילם ופרוטוקול המאמץ הגופני. ברוב המחקרים נבדקה השפעתה של הדיאטה  הקטוגנית לתקופה קצרה יחסית, של 10 – 3 שבועות ( 9,12,13,14 ). במחקר אחד נבדקה השפעת הדיאטה הקטוגנית לתקופה של 12 שבועות ( 11 ) ורק מחקר אחד בדק את השפעת הדיאטה הקטוגנית לתקופה ממושכת  - בממוצע 20 חודשים, כאשר חלק מהמשתתפים צרכו את הדיאטה לתקופה של 9 חודשים עד 36 חודשים ( 8 ). יש לציין שבמחקר הנ"ל נצפה שיעור הניצול הגבוה ביותר של חומצות שומן כמקור לאנרגיה בזמן מאמץ.


בחלק מהמחקרים נצפה שיפור בתוצאות בתוך הקבוצות בעקבות צריכת דיאטה קטוגנית ( 11,14 ). במחקרים אלו המשתתפים בשתי הקבוצות שיפרו את ההישגים הספורטיביים. אמנם לא  נצפה שינוי משמעותי בין הקבוצות, אך בתוך קבוצות המשתתפים שצרכו דיאטה קטוגנית, משתתפים הצליחו לשפר את הביצועים בהשוואה למבחן המאמץ הראשוני וחלקם אף שברו שיאים אישיים.

 
לאור המידע הקיים כרגע, ספורטאי סבולת הרוצים לאמץ את הדיאטה הקטוגנית כאורח חיים, לא אמורים להרגיש ירידה בביצועים  - אך גם לא שיפור בהשוואה לדיאטה רגילה.

1. Wheless JW. History of the ketogenic diet. Epilepsia. 2008 Nov;49 Suppl 8:3-5.
2. Goday A,Bellido D, et al.  Short-term safety, tolerability and efficacy of a very low-calorie-ketogenic diet interventional weight loss program versus hypocaloric diet in patients with type 2 diabetes mellitus. Nutr Diabetes. 2016 Sep 19;6(9):e230.
3. Rallis S. Optimizing glycemic control in type 2 diabetic patients through the use of a low-carbohydrate, high-fat, ketogenic diet: a review of two patients in primary care. Diabetes Metab Syndr Obes. 2019 Mar 5;12:299-303.
4. Zahra A, Fath MA, Opat E, et al. Consuming a Ketogenic Diet while Receiving Radiation and Chemotherapy for Locally Advanced Lung Cancer and Pancreatic Cancer: The University of Iowa Experience of Two Phase 1 Clinical Trials. Radiat Res. 2017 Jun;187(6):743-754. doi: 10.1667/RR14668.1. Epub 2017 Apr 24.
5. Zick SM, Snyder D, Abrams DI. Pros and Cons of Dietary Strategies Popular Among Cancer Patients. Oncology (Williston Park). 2018 Nov 15;32(11):542-7.
6. L Sokoloff. Metabolism of Ketone Bodies by the Brain. Annual Review of Medicine. 1973 Feb, Vol. 24:271-280.
7. Pim Knuima, Maria T. E. Hopman, Marco Mensink Glycogen availability and skeletal muscle adaptations with endurance and resistance exercise. Nutrition & Metabolism.2015 Des: 12:59.
8. Volek JS, Freidenreich DJ, et al. Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners. Metabolism. 2016 Mar;65(3):100-10.
9. Phinney SD, Bistrian BR, Evans WJ, Gervino E, Blackburn GL. The human metabolic response to chronic ketosis without caloric restriction: preservation of submaximal exercise capability with reduced carbohydrate oxidation. Metabolism 1983;32(8):769–76.
10. Zajac A, Poprzecki S, et al. The effects of a ketogenic diet on exercise metabolism and physical performance in off-road cyclists. Nutrients. 2014 Jun 27;6(7):2493-508.
11. Fionn T. McSwineya, Bruce Wardropa, Parker N. Hyde b, Keto-adaptation enhances exercise performance and body composition responses to training in endurance athletes. Metabolism. 2018 Apr;81:25-34.
12. Durkalec-Michalski K, Nowaczyk PM, Siedzik K. Effect of a four-week ketogenic diet on exercise metabolism in CrossFit-trained athletes. J Int Soc Sports Nutr. 2019 Apr 5;16(1):16.
13. Zinn C, Wood M, et al. Ketogenic diet benefits body composition and well-being but not performance in a pilot case study of New Zealand endurance athletes. J Int Soc Sports Nutr. 2017 Jul 12;14:22.
14. Burke LM, Ross ML, et al. Low carbohydrate, high fat diet impairs exercise economy and negates the performance benefit from intensified training in elite race walkers. J Physiol. 2017 May 1;595(9):2785-2807.
15. Burke LM, Hawley JA. Effects of short-term fat adaptation on metabolism and performance of prolonged exercise. Med Sci Sports Exerc. 2002 Sep;34(9):1492-8.
16. Burke LM. Fueling strategies to optimize performance: training high or training low? . Scand J Med Sci Sports. 2010 Oct;20 Suppl 2:48-58.
17. Shaw DM, Merien F,et al. Effect of a Ketogenic Diet on Submaximal Exercise Capacity and Efficiency in Runners. Med Sci Sports Exerc. 2019 May 9.