The Ketogenic Diet in the Treatment of Drug-Resistant Epilepsy in Children: the Relationship between Metabolic Changes and the Anticonvulsant Effect of the Method
Authors: Лихачев С.А. , Зайцев И.И. , Куликова С.Л. 
Published: March 2022

Введение. Разработка и внедрение немедикаментозных методов лечения эпилепсии, резистентной к лечению с применением противоэпилептических лекарственных средств, является одним из наиболее перспективных направлений в современной неврологии. Классическим немедикаментозным методом лечения фармакорезистентной эпилепсии является диетотерапия, в частности кетогенная диета. Кетогенная диета позволяет улучшить контроль над припадками посредством изменения обмена веществ пациента. Рацион, основанный на высоком содержании жиров, нормальном уровне белка и с резким ограничением поступления углеводов, изменяет метаболизм так, как это необходимо для активации эндогенных противосудорожных реакций. Общепринятым метаболическим маркером, отражающим изменения в обмене веществ на фоне приема кетогенного рациона, было содержание кетоновых тел в моче. При этом за последние десятилетия отмечается рост числа научных публикаций, в которых освещается вопрос использования содержания кетоновых тел и глюкозы крови как биохимического маркера, связанного c терапевтической активностью кетогенной диеты. Данное исследование посвящено изучению взаимосвязи метаболических изменений и частоты припадков на фоне длительного применения кетогенной диеты для лечения фармакорезистентной эпилепсии у детей.Цель. Изучить взаимосвязь между изменениями обмена веществ на фоне приема кетогенного рациона и противосудорожным действием кетогенной диеты, а также установить величины метаболических показателей, сопряженные со снижением частоты припадков на 50% и более. Материалы и методы. В исследование вошло 24 пациента детского возраста, срок наблюдения полтора года. Все пациенты получали кетогенную диету 3:1. Изучено влияние кетогенной диеты на частоту припадков. Для статистического анализа были применены непараметрические методы.Результаты. Выявлена достоверная динамика относительно исходных данных: за I квартал лечения медиана снижения частоты припадков составила 48%, за II – 44,2%, за III – 48%, за IV квартал 49,5% и за VI квартал 50%. Изучены корреляционные связи между показателями,отражающими изменения метаболизма (кетонурия, кетонемия, гликемия), и противосудорожным действием кетогенной диеты. Уставлено, что с увеличением уровней кетонурии и кетонемии возрастает терапевтическая эффективность кетогенной диеты, а с ростом уровня гликемии ухудшается контроль над припадками. Продемонстрировано, что уровень кетонурии 4+, уровень кетонемии >3 ммоль/л и уровень гликемии ≤4,2 ммоль/л достоверно сопряжены со снижением частоты припадков более чем на 50% при применении кетогенной диеты для лечения фармакорезистентной эпилепсии у детей.Заключение. Практическая значимость данного исследования заключается в том, что с целью обеспечения хорошего противосудорожного действия кетогенной диеты рацион пациента должен быть сформирован так, чтобы поддерживать уровни кетонурии 4+, кетонемии >3 ммоль/л и гликемии ≤4,2 ммоль/л.

Introduction. The development and implementation of non-drug methods for the treatment of epilepsy resistant to treatment with antiepileptic drugs is one of the most promising areas in modern neurology. The classic non-drug treatment of drug-resistant epilepsy is diet therapy, in particular the ketogenic diet. The ketogenic diet can improve seizure control by altering the patient’s metabolism. A diet high in fat, normal protein, and severely restricting carbohydrate intake alters metabolism as needed to activate endogenous anticonvulsant responses. The generally accepted metabolic marker reflecting the changes in metabolism while taking the ketogenic diet was the content of ketone bodies in the urine. At the same time, over the past decades, there has been an increase in the number of scientific publications that highlight the use of the content of ketone bodies and blood glucose as a biochemical marker associated with the therapeutic activity of the ketogenic diet. In this research, there was studied the relationship between metabolic changes and seizure frequency during long-term use of the ketogenic diet for the treatment of drug-resistant epilepsy in children.Purpose. To study the relationship between metabolic changes during the intake of the ketogenic diet and the anticonvulsant effect of the ketogenic diet, as well as to establish the values of metabolic parameters associated with the decrease of the frequency of seizures by 50% or more.Materials and methods. The study included 24 pediatric patients; the observation period was one year and a half. All patients received the 3:1 ketogenic diet. The effect of the ketogenic diet on seizure frequency has been studied. Nonparametric methods were used for statistical analysis.Results. There was a significant change in relation to the baseline data: for the first quarter of treatment, the median of decrease of the frequency of seizures was 48%, for the second one – 44.2%, for the third one – 48%, for the fourth quarter – 49.5%, and for the sixth quarter – 50%. The correlations between the indicators that reflect the metabolic changes (ketonuria, ketonemia, glycemia) and the anticonvulsant effect of the ketogenic diet were studied. It was revealed that with the increase of the levels of ketonuria and ketonemia, the therapeutic effectiveness of the ketogenic diet increases, and with the increase of the level of glycemia, the control over seizures worsens. It was demonstrated that ketonuria level 4+, ketonemia level > 3 mmol/L and that glycemic level ≤4.2 mmol/L were significantly associated with the decrease of the frequency of seizures by more than 50% when using the ketogenic diet for the treatment of drug-resistant epilepsy in children.Conclusion. The practical significance of this study lies in the fact that in order to ensure a good anticonvulsant effect of the ketogenic diet, the patient’s diet should be formed so as to maintain the level of ketonuria 4+, ketonemia> 3 mmol/L, and glycemia ≤4.2 mmol/L.