Apa itu Diet Ketogenik?

Apa itu Diet Ketogenik?

Minggu, 7 Mei 2017 - Kesehatan

Diet ketogenik adalah suatu pola diet dengan prinsip rendah karbohidrat, rendah protein dan tinggi lemak, yang selama ini digunakan untuk penanganan epilepsi refrakter pada anak. Diet ketogenik akan menimbulkan suatu keadaan yang menyerupai keadaan kelaparan pada tubuh, dimana tubuh akan dipaksa untuk membakar lemak sebagai sumber energi, dan bukannya membakar karbohidrat.

Baca Juga:

Pada keadaan normal, karbohidrat yang terkandung dalam makanan akan diubah menjadi glukosa, yang kemudian akan dibawa ke seluruh tubuh dan menjadi sumber energi yang penting untuk fungsi otak. Tetapi apabila diet/makanan hanya mengandung karbohidrat yang sangat sedikit, maka hati akan mengubah lemak menjadi asam lemak dan badan keton. Badan keton akan masuk ke otak dan menjadi sumbar energi menggantikan glukosa. Suatu keadaan dengan adanya peningkatan badan keton dalam darah disebut dengan ketosis, dan selama ini sudah terbukti dapat mengurangi frekuensi bangkitan kejang pada epilepsi refrakter.

Diet ketogenik telah terbukti efektif pada setengah dari jumlah pasien yang mencobanya, dan terbukti sangat efektif pada sepertiga dari jumlah pasien. Pada tahun 2008, suatu randomized controlled trial telah menunjukkan bukti-bukti mengenai efektivitas diet ketogenik dalam penanganan epilepsi refrakter pada anak. Juga didapatkan adanya beberapa bukti yang menunjukkan manfaat diet ketogenik pada epilepsi usia dewasa maupun pada kondisi-kondisi neurologis lain.

Diet ketogenik adalah suatu terapi nutrisi medis yang melibatkan berbagai disiplin ilmu. Anggota tim meliputi ahli gizi pediatrik yang mengatur program diet, ahli neurologi pediatrik yang berpengalaman dalam penggunaan diet ketogenik, perawat yang sudah biasa menangani kasus epilepsi pada anak, dan ahli farmasi yang dapat memberi informasi mengenai kandungan karbohidrat dalam obat. Dan akhirnya orangtua atau caregiver yang telah dididik dalam banyak aspek mengenai diet ini, sehingga diet dapat diterapkan dengan aman.

Sejarah diet ketogenik

Pada awal tahun 1920-an, epilepsi diterapi dengan bromide dan fenobarbital. Kedua obat ini memiliki efek samping sedasi dan sering kali tidak efektif dalam mengontrol kejang. Hugh Conklin, seorang ahli osteopatik, meyakini (tanpa bukti) bahwa epilepsi terjadi akibat proses intoksikasi pada otak oleh zat-zat yang berasal dari usus. Maka Conklin menyimpulkan bahwa dengan mengistirahatkan saluran usus akan mengurangi proses intoksikasi di otak, sehingga Conklin mulai mengembangkan terapi puasa dan terapi air pada epilepsi. Terapi ini dilakukan dengan cara tidak member makanan apapun terhadap anak penderita epilepsi, dan hanya memberikan air selama 25 hari. Pada 1922, Conklin melaporkan jumlah persentasi yang tinggi pada anak yang dipuasakan tersebut, dan lebih banyak lagi jumlah anak yang bebas kejang dengan terapi puasa pada perode waktu yang lebih lama lagi.

Pada tahun 1921, klinik Mayo mengeluarkan artikel pertama yang menyebutkan bahwa diet yang tinggi lemak dan rendah karbohidrat dapat mensimulasi efek metabolik menyerupai keadaan kelaparan. Diet ini menyediakan jumlah protein yang cukup untuk pertumbuhan, karbohidrat yang minimal, dan sisanya adalah kalori dalam bentuk lemak. Diet ini identik dengan diet ketogenik yang dikenal sampai saat ini.

Laporan mengenai efektivitas diet ketogenik yang baru ini muncul dalam dua dekade berikutnya, sampai akhirnya fenitoin ditemukan pada tahun 1938, dan perhatian para ahli dan peneliti epilepsi beralih pada mekanisme aksi dan efikasi obat antikonvulsan yang baru tersebut, sehingga saat itu diet ketogenik mulai dilupakan dan dianggap kurang efektif dan sulit untuk digunakan dibandingkan menggunakan obat antikonvulsan yang baru.

Pada rumah sakit John Hopkins ternyata terapi diet ketogenik tetap dilanjutkan pada kira-kira 10 orang anak setiap tahunnya, dibawah pengawasan dr.Samuel Livingston, dr.John Freeman dan ahli diet Millicent Kelley.

Era baru diet ketogenik diawali oleh Jim Abrahams, seorang produser Hollywood, yang memiliki anak penderita epilepsi refrakter yang tidak berhasil dengan beberapa pengobatan. Abrahams kemudian membawa anaknya ke RS John Hopkins, dan bangkitan kejang pada anaknya dapat dikontrol setelah mendapat terapi diet ketogenik. Kemudian Abrahams mendirikan yayasan Charlie yang menerbitkan buku dan membuat sebuah film mengenai diet ketogenik. Yayasan Charlie juga mendanai tujuh pusat penelitian diet ketogenik. Penelitian multisenter ini dimulai pada 1994 dan dipresentasikan pada American Epilepsy Society pada 1996. Kemudian laporan-laporan hasil penelitian multisenter dan 150 pasien yang diterapi di RS John Hopkins mulai diterbitkan.

Penulis dari RS John Hokins telah melaporkan hasil penelitian mengenai terapi diet ketogenik pada 150 anak. Dikatakan bahwa dua belas bulan setelah diet dimulai, 7% anak bebas kejang, 20% anak mengalami penurunan frekuensi kejang sebanyak 90%. Tiga sampai enam tahun kemudian, 27% dari anak yang sama mengalami penurunan frekuensi kejang sampai bebas kejang.

Walaupun dalam dekade akhir ini telah ada peningkatan drastis dalam hal jumlah dan jenis obat antikonvulsan, tetapi diet ketogenik tetap menunjukkan tingkat efektivitas yang baik, bahkan pada anak yang refrakter terhadap obat-obat baru ini. Dan dalam 8 tahun terakhir ini, telah ada peningkatan drastis dalam penggunaan diet ketogenik. Dan pada beberapa negara berkembang, telah terbukti bahwa  metode diet ketogenik lebih sedikit memakan biaya dibandingkan terapi obat-obatan antikonvulsan.

Mekanisme aksi diet ketogenik

  • Peran badan keton

Ketika lemak dipakai dan dimetabolisme sebagai sumber energi primer, hati akan memproduksi badan keton, yaitu beta-hidroxibutirat (BHB), asetoasetat dan aseton. BHB adalah badan keton dominan yang dapat diukur dalam darah, dan telah digunakan sebagai ukuran klinis dari implementasi diet ketogenik.

ketogenik

Keadaan ketosis yang dominan inilah yang membuat para ahli menganggap bahwa badan keton memiliki efek antikonvulsi. Pada tahun 1933, Keith mengadakan penelitian dengan menginduksi kejang pada kelinci dengan senyawa thujone, dan ternyata asetoasetat dapat memblok efek thujone tersebut. Efek antikonvulsi aseton pertama kali ditemukan oleh Likhodii pada tahun 2003, yang berhasil mencegah terjadinya kejang pada empat model kejang (kejang tonik klonik, absence tipikal dan atipikal, dan kejang parsial kompleks) pada hewan coba. Dan ternyata pada pasien-pasien epilepsi yang memiliki respon yang baik terhadap diet ketogenik didapatkan peningkatan konsentrasi aseton di otak yang diukur dengan magnetic resonance spectroscopy. Sementara BHB sendiri sampai saat ini belum berhasil dibuktikan memiliki efek antikonvulsan langsung, walaupun BHB memiliki struktur yang sama dengan GABA, yaitu neurotransmitter inhibisi dan merupakan antikonvulsan poten.

Thio et al pada tahun 2000, dengan menggunakan teknik elektrofisiologi seluler standar membuktikan bahwa konsentrasi BHB dan asetoasetat (dalam millimolar), tidak mempengaruhi: excitatory post-synaptic potentials (EPSPs), aktivitas epileptiform spontanpada model kejang pada lokasi korteks hipokampus-entorhinal, dan seluruh sel pada neuron hipokampus.

  • Peran restriksi glukosa

Berdasarkan berbagai penelitian, telah dibuktikan keadaan ketosis yang persisten adalah keadaan yang sangat penting dalam diet ketogenik untuk menimbulkan efek proteksi terhadap kejang. Tetapi beberapa peneliti lain menganggap bahwa restriksi glukosa lah yang merupakan kunci atau inti dari diet ketogenik. Pada diet ketogenik, selain keadaan ketosis, sudah jelas bahwa pada saat ketonemia berkembang, terjadi juga penurunan kadar gula darah. Pada tahun 2003, Greene et al mengemukakan hipotesis bahwa restriksi glukosa akan mengurangi produksi energi melalui glikolisis, yang akan membatasi kemampuan neuron untuk untuk mencapai atau mempertahankan level aktivitas sinaptik yang diperlukan untuk menimbulkan bangkitan kejang.

Hipotesis lain menyatakan bahwa restriksi glukosa selama terapi diet ketogenik akan mengaktivasi channel ATP-sensitive potassium (KATP). Channel KATP adalah reseptor yang diekspresikan diseluruh sistim saraf pusat, baik pada neuron dan glia. Channel ini bertindak sebagai sensor metabolik, menghubungkan eksitabilitas membran sel dengan level ADP dan ATP yang berfluktuasi. Penurunan rasio ATP/ADP akan mengaktivasi reseptor ini sehingga membuka channel dan menimbulkan hiperpolarisasi membran. Ketika jumlah glukosa dibatasi, channel KATP akan terbuka dan menimbulkan hiperpolarisasi sel karena konsentrasi ATP intraseluler yang menurun, sehingga channel KATP dipercaya dapat mengatur ambang kejang.

  • Peran asam lemak

Polyunsaturated fatty acid (PUFA) seperti: docosahaxanoic acid (DHA), arachidonic acid (AA), atau eicosapentanoic acid (EPA) dipercaya memiliki pengaruh dalam fungsi kardiovaskular dan kesehatan. Pada miosit jantung, PUFA menginhibisi channel sodium dan channel kalsium. Efek yang sama juga didapatkan pada jaringan neuron, misalnya DHA dan EPA dapat menghilangkan eksitabilitas neuron dan cetusan listrik pada hipokampus.

Pada terapi diet ketogenik, didapatkan peningkatan kadar AA dan DHA dalam serum dan otak pasien. Pada tahun 2002, Schlanger et al melakukan penelitian dengan memberikan suplemen 5 gram PUFA sekali sehari dapat menurunkan frrekuensi dan intensitas kejang pada beberapa penderita epilepsy. Dari hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa peningkatan kadar PUFA (AA dan DHA) akibat diet ketogenik akan menimbulkan penurunan eksitabilitas neuron dan mengurangi aktivitas kejang.

PUFA dapat memblok aktivitas kejang melalui tiga cara. Pertama, PUFA dapat menginhibisi aktivitas channel ion secara langsung. Omega-3 telah terbukti dapat menginhibisi channel natrium dan kalsium, dapat meningkatkan resistensi terhadap cetusan listrik yang diinduksi oleh biculline dan glutamat, dan dapat memperpanjang waktu pemulihan dari inaktivasi pada neuron hipokampus. Kedua, bersama-sama dengan badan keton, PUFA dapat mengaktivasi channel potassium K2P yang sensitive terhdap lemak. Ketiga, PUFA dapat meningkatkan aktivitas pompa Na+/K+-ATPase. Temuan-temuan ini mengindikasikan bahwa peningkatan level PUFA di otak akibat diet ketogenik dapat membantu untuk menurunkan hipereksitabilitas neuron melalui berbagai mekanisme secara langsung.

Selain mekanisme secara langsung seperti yang telah disebut di atas, PUFA juga dapat bekerja secara tidak langsung untuk membatasi eksitotoksisitas dan neurodegenerasi. PUFA dapat menginduksi ekspresi dan aktivitas uncoupling proteins (UCPs) untuk menghilangkan reactive oxygen species (ROS), mengurangi disfungsi neuron, dan menginduksi efek neuroprotektif. PUFA juga dapat mengaktivasi PPARα (peroxisome proliferator-activated receptor α) dan menginduksi up-regulasi transkrip energi sehingga dapat meningkatkan cadangan energi, stabilisasi fungsi sinaps dan membatasi hipereksitabilitas.

ketogenik

  • Hipotesis noradrenergik

Secara umum, peningkatan kadar noradrenergik dapat menghasilkan efek antikonvulsan. Hal ini dibuktikan dengan berbagai penelitian, seperti: inhibitor re-uptake norepinefrin dapat mencegah aktivitas kejang pada hewan coba tikus, dan kerusakan locus ceruleus (penghasil norepinefrin utama di otak) dapat menimbulkan status epileptikus pada tikus, dan adanya beberapa penelitian yang melaporkan bahwa didapatkan kadar norepinefrin yang sangat rendah di otak hewan coba epilepsi.

Weishenker dan Szot pada tahun 2002 melaporkan adanya peningkatan level norepinefrin sebanyak dua kali lipat pada hipokampus setelah mendapat terapi diet ketogenik, sehingga dapat disimpulkan bahwa diet ketogenik dapat meningkatkan pelepasan basal norepinefrin. Penelitian-penelitian ini mengindikasikan bahwa efek antikonvulsan diet ketogenik mungkin juga ditimbulkan oleh efek peningkatan noradrenalin di otak.

  • Hipotesis GABA-ergik

Salah satu hipotesis paling populer mengenai mekanisme aksi diet ketogenik adalah keterlibatan GABA, neurotransmitter inhibisi utama di otak. Secara umum, diet ketogenik paling efektif pada kejang yang diakibatkan antagonis GABA-ergik.

Mekanisme aksi yang telah dapat dibuktikan adalah melalui proses metabolisme glutamate, badan keton dan glukosa di otak. Pada keadaan ketosis, BHB dan asetoasetat memberi kontribusi besar terhadap kebutuhan energi di otak, dimana semua badan keton akan membentuk Acetyl-CoA yang akan memasuki siklus tricarboxylic acid (TCA) melalui jalur sintetase sitrat. Hal ini akan mempengaruhi konsumsi oxaloacetate, yang diperlukan untuk proses transaminasi glutamat menjadi aspartat. Kemudian jumlah oxaloacetate akan kurang tersedia untuk proses jalur aminotransferase aspartat. Jumlah glutamate yang akan diubah menjadi aspartat akan berkurang, sehingga glutamate yang tersedia akan dipakai untuk sintesis GABA melalui glutamic acid decarboxylase (GAD).

ketogenik

Kesimpulan

Diet ketogenik adalah suatu pola diet dengan formula tinggi lemak, rendah protein dan rendah karbohidrat, yang telah digunakan sejak tahun 1920-an untuk penatalaksanaan /terapi kasus epilepsi yang refrakter terhadap dua atau tiga jenis obat anti epilepsi standar.

Ada tiga tipe diet ketogenik, yaitu diet klasik, diet medium-chain triglyceride (MCT) dan diet modifikasi Atkins. Diet klasik menggunakan trigliserida rantai panjang yang diberikan dengan dasar perbandingan lemak dan karbohidrat adalah 4:1, dimana mayoritas kalori (90%) diperoleh dari lemak. Terapi diet umumnya diawali dengan periode puasa, kemudian diikuti dengan peningkatan kalori secara gradual. Pada fase awal, pasien diopname selama beberapa hari, dan dilakukan monitor kadar gula darah, keton urin, dan beberapa variable metabolik lain. Inti dari diet ketogenik adalah produksi badan keton oleh hati. Badan keton merupakan sumber energi alternatif selain glukosa.

Walaupun efektivitas klinis diet ketogenik telah diterima secara luas, tetapi mekanisme aksi antikovulsan diet ini masih sangat sedikit dimengerti. Beberapa terori mekanisme aksi yang telah mulai diterima saat ini adalah: peran badan keton, peran restriksi glukosa, peran asam lemak, dan peran neurotransmitter (hipotesis noradrenalin dan hipotesis GABAergik).

Sumber