METABOLIC EFFECTS OF THREE KETOGENIC DIETS IN THE TREATMENT OF SEVERE EPILEPSY

Abstract

SUMMARY Pre- and post-prandial circulating concentrations of metabolic fuels and plasma insulin are documented in 59 patients with severe epilepsy while receiving either a normal diet, the classical high-fat ketogenic diet, a medium-chain triglyceride (MCT) diet, or a modified MCT diet. All three therapeutic diets improved the control of epilepsy and induced a significant increase in the concentrations of blood aceto-acetate and 3-hydroxybutyrate, the greatest elevation being seen in patients on the classical diet. The classical diet also caused a significant decrease in blood alanine values, which was not observed with the other therapeutic diets. The only consistent change to occur in all patients on therapeutic diets was an increase in plasma uric-acid. The mechanism by which ketogenic diets improve seizure control remains to be elicited. RÉSUMÉ Effets métaboliques de trois régimes cétogèniques utilisés dans le traitement d'épilépsies sévères chez I'enfant Les concentrations circulatoires pré et postprandiales de métabolites énergétiques et d'insuline plasmatique ont été analysées chez 59 patients atteints d'épilepsie grave et recevant un régime normal, un régime cétogénique à haute teneur lipidique, un régime de triglycérides à chaines moyennes (MCT) ou un régime MCT modifié. Les trois régimes thérapeutiques améliorérent le contrôle de l'épilepsie et induisirent une élévation significative de la concentration sanguine des acétoacétates et 3-hydroxybutyrates, l'élévation la plus marquée correspondant au régime le plus hyperlipidique. Ce même régime provoqua également une baisse des taux sanguins d'alanine, non observée avec les autres régimes thérapeutiques. La seule modification consistente apparue chez tous les patients sous régime thérapeutique fut un accroissement du taux plasmatique d'acide urique. La raison pour laquelle les régimes cétogéiiques améliorent le contrôle des crises reste àélucider. ZUSAMMENFASSUNG Metabolische Wirkungen von drei ketogenen Diäten, die zur Behandlung von Kindern mit schwerer Epilepsie angewendet wurden Bei 59 Patienten mit schwerer Epilepsie, die entweder eine normale Kost, eine fettreiche, ketogene Diät, eine Diät mit mittelkettigen Triglyceriden (MCT) oder eine modifizierte MCT Diät erhielten, wurden die prä- und postprandialen Konzentrationen verschiedener Metaboliten, sowie die Plasmainsulinwerte gemessen. Alle drei therapeutischen Diäten verbesserten die Epilepsiekontrolle und erhöhten signifikant die Konzentrationen von Azetoazetat und 3-Hydroxybutyrat im Blut, wobei die höchsten Spiegel bei Patienten mit einer fettreichen Diät festgestellt wurden. Die fettreiche Diat bewirkte auflerdem einen signifikanten Abfall der Blutalaninwerte, was bei den anderen therapeutischen Diäten nicht beobachtet wurde. Die einzige gemeinsame Veränderung bei alien Patienten mit einer therapeutischen Diät war ein Anstieg der Harnsäure im Plasma. Der Grund fur die Verbesserung der Epilepsiekontrolle durch ketogene Diäten muß noch herausgefunden werden. RESUMEN Efectos metabólicos de tres dietas cetogénicas usadas en el tratamiento de niños con epilepsia grave Las concentraciones circulantes pre y postprandiales de substancias energéicas y de insulina plasmática se documentaron en 59 pacientes con epilepsia grave, mientras recibian o una dieta normal, o una dieta altamente cetogénica, o un triglicérido de cadena media (TCM) o una dieta TCM modificada. Las tres dietas cetogénicas mejoraron el control de la epilepsia e indujeron un aumento significativo de la concentratién en sangre de acetoacetato y 3-hidroxibutirato, encontrándose la concentraóidn mayor en los pacientes que recibían una dieta rica en grasa. Esta dieta causó también una disminución de alanina en sangre que no se observó con las otras dietas. El único cambio consistente que ocurrió en todos los pacientes con una dieta terapéutica, fue un aumento en el ácido úrico plasmático. Todavía es obscuro el mecanismo de acción de la dieta cetogénica en la mejoría del control de las convulsiones.