حمية كيتونية تعزز تكيف التمارين الهوائية وتحث على إعادة تشكيل الميتوكوندريا العضلية في فئران ذكور مفرطة السكر في الدم

لماذا لا يتطابق مستوى السكر في الدم والتمرين دائماً

غالباً ما يُنصح الأشخاص ذوو مستويات السكر المرتفعة بممارسة التمارين الهوائية لتحسين اللياقة وحماية القلب. ومع ذلك، يكتشف كثيرون أن قدرتهم على التحمل و"سعة المحرك" لا تتحسّن كما هو متوقع حتى مع التدريب المنتظم. تستكشف هذه الدراسة على الفئران فكرة مثيرة: هل يمكن أن تساعد حمية منخفضة جداً في الكربوهيدرات وغنية بالدهون (الكيتونية) الجسم على الاستجابة بشكل أفضل للتدريب الهوائي عندما يكون مستوى السكر في الدم مرتفعًا بشكل مزمن؟

سكر دم مرتفع، مكاسب لياقية مخففة

في حالات السكري وما قبل السكري، يسبح الجسم في فائض من الجلوكوز. أظهرت أعمال سابقة أن الاستجابة الطبيعية للتدريب بالتمارين الهوائية تكون مخففة في هذه الحالة: القياس الأعلى لاستهلاك الأكسجين (المسمى VO2peak)، وهو مؤشر قوي للصحة وطول العمر، يتحسن بالكاد حتى بعد تمارين منتظمة. استخدم الباحثون ذكور فئران بأزمة سكر معتدلة، ناتجة عن دواء يضر الخلايا المنتجة للإنسولين دون أن يسبب مرضًا شديدًا. تحاكي هذه الحيوانات أشخاصًا لديهم سكر دم مرتفع لكنهم لا يزالون قادرين على النشاط. كان السؤال الأساسي ما إذا كان تغيير النظام الغذائي—بدون إضافة أدوية—يمكن أن يعيد قدرتهم على اكتساب لياقة هوائية من التدريب.

حكاية نظامين غذائيين

بعد إثارة فرط السكر، قسم الفريق الفئران إلى مجموعتين غذائيتين. بقيت مجموعة على طعام معياري غني بالكربوهيدرات، مما أبقى الجلوكوز مرتفعًا. انتقلت المجموعة الأخرى إلى حمية كيتونية: حوالي 90 بالمئة من السعرات من الدهون، قلة شبه تامة من الكربوهيدرات، والباقي من البروتين. خلال أسبوع، خفضت الحمية الكيتونية سكر الدم إلى النطاق الطبيعي ورفعت مستويات أجسام الكيتون، الوقود البديل المصنوع من الدهون. ومن المهم أن هذا الانخفاض في الجلوكوز حدث رغم أن مستويات الإنسولين بقيت منخفضة وأن الفئران أظهرت استجابة غير جيدة لتحمّل جرعة سكر مفاجئة، مما يؤكد أن التغير كان نتيجة النظام الغذائي نفسه وليس زيادة الإنسولين.

تدريب الجسم مفرط السكر

بعد ذلك، من كل مجموعة غذائية، ظلّت بعض الفئران خاملة بينما تدربت الأخرى بالجري الطوعي على عجلات لمدة ثمانية أسابيع. ركضت جميع مجموعات التدريب مسافات متشابهة، لذا فإن أي اختلافات في النتائج تعكس فيسيولوجيا وليس جهدًا مختلفًا. كما كان متوقعًا، حسّن التمرين عدة مؤشرات صحية في كل مجموعة: تحسّنت تركيبة الجسم نحو نسيج أكثر نحافة، وتحسّن التحكم في سكر الدم إلى حد ما عبر الجميع. لكن عند قياس VO2peak على جهاز المشي ظهر نمط لافت. أظهرت الفئران مفرطة السكر التي بقيت على الطعام المعياري مكاسب صغيرة فقط في VO2peak مع التدريب. بالمقابل، استعادت الفئران المفرطة السكر التي تناولت الحمية الكيتونية تحسينات قوية في VO2peak، مساوية أو متفوقة على الفئران الضابطة ذات السكر الطبيعي. ومن الغريب أن وقتها الفعلي حتى الإجهاد لم يرتفع بنفس القدر، مما يلمّح إلى أن اللياقة والأداء يمكن أن ينفصلا عندما تختلف مصادر الوقود.

كيف تعيد العضلات تشكيل نفسها على وقود الكيتو

لفهم لماذا غيّرت الحمية الكيتونية استجابة التدريب، شخّص الفريق نسيج العضلات وفحص كل من التركيب الكيميائي والبنيوي. في الفئران المغذاة على الكيتو، حرقَت العضلات دهونًا أكثر بكثير وجلوكوزًا أقل بكثير، سواء في الراحة أو أثناء التمرين. ارتفعت مستويات البروتينات التي تنقل الأحماض الدهنية إلى خلايا العضلات والميتوكوندريا بشكل حاد، بينما انخفضت البروتينات المسؤولة عن نقل الجلوكوز وتحلّله. تحت المجهر الإلكتروني، أظهرت عضلات الفئران الكيتونية ميتوكوندريا أكثر وعددًا أكبر—العُضيّات التي تحول الأكسجين والوقود إلى طاقة—إلى جانب علامات على زيادة الالتهام الذاتي للميتوكوندريا والاندماج، وهي عمليات تعيد تدوير وإعادة تشكيل هذه المحركات. والأهم أن الحمية، عند تضافرها مع التمرين، أعادت ميزتين مميزتين للعضلات عالية الاعتماد على الأكسجين والمخففتين بفعل فرط السكر: نسبة أعلى من الألياف البطيئة المؤكسدة وشبكة أوضح من الأوعية الدموية الصغيرة (الشعيرات). ارتبطت كلتا الميزتين ارتباطًا قويًا بـ VO2peak، ما يشير إلى أنهما روابط رئيسية بين النظام الغذائي والتدريب واللياقة.

من قد يستفيد—وكيف

اختبر الباحثون أيضًا الحمية الكيتونية في فئران ذات سكر دم طبيعي. في هذه الحيوانات، ما زالت الحمية تحول العضلات نحو استخدام الدهون ورفعت VO2peak قليلاً في الفئران الخاملة، لكنها لم تعزز المكاسب الإضافية من التدريب. هذا التباين يوحي بأن أكبر فوائد الأكل الكيتوني تظهر عندما يصحح مشكلة—مثل فرط السكر المزمن—تمنع الجسم عادةً من التكيف مع التمرين. في الوقت نفسه، كانت مخازن الجلايكوجين في العضلات والكبد لدى الفئران الكيتونية أقل ولم تؤدِ أداءً جيدًا في اختبارات التحمل ما لم تُعاد الكربوهيدرات لفترة وجيزة، مما يشير إلى أن النهج الكيتوني الصرف قد يحدّ من أداء يوم السباق حتى إذا عزز القدرة الهوائية الأساسية.

ماذا يعني هذا للأشخاص ذوي السكر المرتفع

للقارئ العام، الموجز هو أن في نموذج الفئران هذا، حوّلت الحمية الكيتونية الصارمة فرط السكر إلى مشكلة قابلة للحل لتدريب التحمل الهوائي. عبر تطبيع الجلوكوز، ورفع الكيتونات، وإعادة تشكيل العضلات لحرق الدهون بكفاءة وقبول تدفق دم أكبر، سمحت الحمية للتمرين بأن يفعل ما يفعله أفضل: بناء جهاز قلبي تنفسي أقوى وأكثر متانة. لا تثبت الدراسة أن كل شخص مصاب بالسكري أو ما قبل السكري ينبغي أن يتبنّى حمية كيتونية—فالدراسات البشرية، والسلامة بعيد المدى، وتفضيلات الأفراد كلها عوامل مهمة. لكنها تسلط الضوء على مبدأ مهم: عندما يكون سكر الدم مرتفعًا بشكل مزمن، قد يكون تكييف النظام الغذائي لخفض الجلوكوز أمرًا أساسيًا للحصول على الفوائد الكاملة للتمارين الهوائية على اللياقة والصحة.

الاستشهاد: Pattamaprapanont, P., Nava, R.C., Grover, R. et al. A ketogenic diet enhances aerobic exercise adaptation and promotes muscle mitochondrial remodeling in hyperglycemic male mice. Nat Commun 17, 1656 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69349-5

الكلمات المفتاحية: حمية كيتونية, تمارين هوائية, فرط سكر الدم, العضلات الهيكلية, VO2peak