Ketony i ketoza – Podstawowe pojęcia

Około połowy XIX wieku ketony wykryto w moczu pacjentów z niekontrolowaną cukrzycą. Doprowadziło to do negatywnej konotacji ketonów wskazujących na dysfunkcję metaboliczną, przekonanie, które utrzymywało się przez następne 150 lat.

Pomimo pionierskich prac opublikowanych ponad czterdzieści lat temu, które wykazały, że ketony są wysoce funkcjonalnymi metabolitami, te cząsteczki pochodzące z tłuszczu są nadal uważane przez wielu lekarzy idietetyków za toksyczne produkty uboczne metabolizmu tłuszczów.

Co więcej, jednoczesne niezrozumienie i oczernianie tłuszczu w diecie, z którego pochodzą ketony, utrwaliło tę negatywną perspektywę dotyczącą ketonów i ketozy żywieniowej.

Ale teraz krajobraz żywieniowo-metaboliczny zmienia się dramatycznie. Nowe badania w ciągu ostatnich 15 lat doprowadziły do ​​zwiększenia poparcia społecznego dla dietetycznych diet tłuszczowych i ketogennych, częściowo dzięki nagromadzeniu masy krytycznej dowodów naukowych, które łączą ketony z szerokim spektrum korzyści zdrowotnych.

Przeszukiwanie publikacji naukowych używających terminu „dieta ketogeniczna” w latach 1980-2000 daje 215 wyników, w porównaniu z ponad 2000 cytowaniami od 2001 do chwili obecnej. Trendy Google wskazują, że liczba wyszukiwań słowa „ketony” gwałtownie wzrosła w 2012 roku i nadal rośnie.

Nawet do chwili obecnej obiektywne informacje na temat nauki o ketonach były nieobecne w większości akademickich programów żywieniowych lub medycznych, co skutkowało mnóstwem dezinformacji.

Aby pomóc czytelnikowi przezwyciężyć ten problem, postaramy się wyjaśnić kluczowe terminy i pojęcia związane z ketonami, aby zapewnić solidne podstawy do odróżnienia faktów od błędów.

Ketogeneza i ketoza

Kiedy mówimy o ketonach, mamy na myśli główne krążące metabolity kwasów tłuszczowych beta-hydroksymaślan (βOHB) i acetooctan (AcAc).

Wytwarzanie tych 4-węglowych cząsteczek przez wątrobę wzrasta, gdy poziom insuliny jest niski, a glukagon jest wystarczająco wysoki, aby spowodować przyspieszoną lipolizę (uwalnianie kwasów tłuszczowych z trójglicerydów tkanki tłuszczowej) i ich transport przez krwioobieg do wątroby.

Ketony są syntetyzowane w wyniku kontrolowanego rozkładu kwasów tłuszczowych w wątrobie, procesu zwanego „ketogenezą”. Uwalnianie ketonów pochodzących z kwasów tłuszczowych do krwiobiegu powoduje metaboliczny stan „ketozy”.

Wątroba cały czas produkuje ketony, ale tempo ketogenezy i nasilenie ketozy zależy przede wszystkim od spożycia węglowodanów i białka w diecie.

Jeśli spożywasz wystarczającą ilość węglowodanów i białka, aby podnieść poziom insuliny hormonalnej do poziomu, który hamuje rozkład tłuszczu (i sprawia, że ​​glukoza jest głównym paliwem), wówczas ketogeneza działa na biegu jałowym, przekładając się na stężenie ketonów we krwi około 0,1 mmol / l.

Większość osób przestrzegających oficjalnych zaleceń żywieniowych, które kładą nacisk na żywność bogatą w węglowodany, czy to „niskotłuszczową”, czy „śródziemnomorską”, rzadko doświadcza ketonów wyższych niż 0,3 mmol / l.

Niemniej jednak proces ketogeniczny zawsze przebiega na biegu jałowym w tle, więc są one zawsze obecne w krążeniu. Jednak przy tak niskich poziomach ketony nie odgrywają dużej roli w dostarczaniu paliwa ani nie wywierają efektów sygnalizacyjnych.

Dieta ketogeniczna

Dieta ketogeniczna z ograniczoną zawartością węglowodanów i umiarkowaną zawartością białka skutkuje zwiększoną produkcją ketonów do zakresu, który nazywamy ketozą żywieniową (opisaną poniżej).

Ilość węglowodanów i białek, które osoba może spożywać, jednocześnie promując ketozę żywieniową, różni się w zależności od wielu czynników, w szczególności od stopnia insulinooporności.

Ogólny zakres to 30 do 60 gramów węglowodanów dziennie (bliżej 30 gramów dla tych, którzy są bardziej oporni na insulinę) i gdzieś pomiędzy 1,2 do 2 gramów białka na kilogram masy referencyjnej dziennie.

Istnieje wiele sposobów na sformułowanie bardzo smacznej diety ketogenicznej przy użyciu prawdziwej żywności. Ale aby był bezpieczny, przyjemny, skuteczny i zrównoważony, wymaga rozważenia kilku ważnych zasad, które wykraczają poza zwykłe ograniczenie węglowodanów. Dobrze sformułowana dieta ketogeniczna odpowiednio radzi sobie ze wszystkimi tymi składnikami.

Ketoza odżywcza

Dobrze sformułowana dieta ketogeniczna powoduje obniżenie poziomu insuliny i ograniczoną dostępność glukozy, co powoduje, że szlak ketogeniczny przechodzi z biegu jałowego do połowicznego.

Dzieje się to w ciągu kilku dni. Ten wzrost ketonów we krwi reprezentuje całkowicie naturalny, jeśli nie preferowany, stan „ ketozy żywieniowej ”.

Charakteryzuje się stężeniami od 0,5 do 2 mmol / l dla większości ludzi spożywających WFKD, która zazwyczaj składa się z różnorodnych pokarmów bogatych w składniki odżywcze z pewnymi węglowodanami (np. Warzywa nieskrobiowe, oliwki, orzechy / nasiona).

Poziomy ketonów mogą się zmieniać w ciągu dnia w zależności od czynników, takich jak spożycie pokarmu i ćwiczenia. Na przykład stężenia ketonów mogą przejściowo podwoić się po wysiłku, osiągając poziom 3-5 mmol / l.

Ketoza głodowa

Podczas całkowitego postu, gdy przez kilka dni nie ma żadnego spożycia kalorii, wynikający z tego wzrost ketonów określa się jako ketozę głodową.

Brak jakichkolwiek węglowodanów i białka w diecie przez tydzień lub dłużej podnosi stężenie ketonów do od 5 do 10 mmol / l, znacznie wyższe niż ketoza odżywcza, ale niższe niż stężenia w kwasicy ketonowej.

Ketoza głodowa jest ważnym procesem fizjologicznym, który wyewoluował miliony lat temu, umożliwiając ludziom przetrwanie przez dłuższy czas na tkance tłuszczowej, gdy pożywienie nie było dostępne.

Kwasica ketonowa

Jest to wyraźny stan patologiczny, który występuje, gdy poziom insuliny jest wyjątkowo niski, na przykład u osoby z cukrzycą typu 1, która nie może wytwarzać insuliny.

Często nazywana jest cukrzycową kwasicą ketonową. W tym przypadku produkcja ketonów spada, co prowadzi do niebezpiecznie wysokich stężeń ketonów, które mogą przekraczać 20 mmol / l, o rząd wielkości wyższe niż typowe wartości w ketozie żywieniowej.

Z wyjątkiem cukrzycy typu 1 lub innych stanów związanych z niedoborem insuliny (np. Osoby z zaawansowaną cukrzycą typu 2, które utraciły większość lub całość zdolności do produkcji insuliny), dobrze sformułowana dieta ketogeniczna wiąże się z wbudowanym mechanizmem bezpieczeństwa dzięki hamowaniu ujemnego sprzężenia zwrotnego, które zapobiega przekroczeniu 5 mmol / L ketonów

Adaptacja keto

Utrzymywana przez kilka kolejnych tygodni ketoza żywieniowa zasadniczo zmienia sposób działania komórek.

Obejmuje to zmianę mieszanki paliw, których używają, a także budzenie genów, które są wyciszane przez dietę wysokowęglowodanową.

Z biegiem czasu organizm udoskonala swój metabolizm, tak aby działał na tłuszczach i ketonach, co ostatecznie objawia się dwukrotnie wyższym tempem utleniania kwasów tłuszczowych w całym organizmie.

W międzyczasie zmniejsza się glikoliza, stężenie insuliny, stan zapalny i stres oksydacyjny. W rezultacie keto-adaptacja może mieć szybkie i silne efekty terapeutyczne; najbardziej zauważalne odwrócenie klinicznych objawów zespołu metabolicznego i cukrzycy typu 2. Wiele innych zaburzeń / chorób może podlegać keto-adaptacji. Jest to wczesny, ale rozwijający się obszar badań naukowych.

Adaptacja tłuszczu

Termin ten jest często używany jako synonim z adaptacją ketonową i powszechnie używany do opisania sportowców przystosowanych do niskowęglowodanowej. Jeśli jesteś przystosowany do tkanki tłuszczowej, oznacza to, że masz wystarczająco ograniczone węglowodany, aby wywołać wzrost spalania tłuszczu. Sportowcy zaadaptowani do tłuszczu i osoby prowadzące siedzący tryb życia mogą czerpać nawet dwukrotnie większe zapotrzebowanie na energię z tłuszczu, zmniejszając jednocześnie ich zależność od węglowodanów.

Podczas gdy adaptacja tłuszczu może zachodzić w różnym stopniu i w całym spektrum, w zależności od stopnia ograniczenie węglowodanów, keto-adaptacja reprezentuje bardziej kompleksowe przekształcenie wielu systemów fizjologicznych. Adaptacja keto ma miejsce tylko wtedy, gdy węglowodany są ograniczone do punktu, który wywołuje trwałą ketozę odżywczą. Tutaj niuanse są subtelne, ale znaczące. Na przykład umiarkowane ograniczenie spożycia węglowodanów (np.adaptacja do diety paleo) może wywoływać pewien stopień adaptacji tłuszczu i postrzeganych korzyści, ale nie zapewnia maksymalizacji utleniania tłuszczu i nie daje pozytywnych wyników zdrowotnych, szczególnie związanych z ketozą żywieniową.

Osoba przystosowana do ketozy jest z definicji w pełni przystosowana do tkanki tłuszczowej, ale osoba przystosowana do tłuszczu może nie być przystosowana do keto.

Suplementy ketonowe i ostra ketoza

Istnieje wiele firm sprzedających różne formy suplementów ketonowych (zwykle różne formy βOHB), z których każda reklamuje swoje jako lepsze od konkurencji. W zależności od dawki działają one, aby szybko podnieść poziom ketonów we krwi. Rezultatem jest przejściowa „ostra ketoza”, która nie wymaga diety ketogennej ani ograniczenia węglowodanów i białek. Dodatkowe ketony są wchłaniane z jelit i szybko pojawiają się w krążeniu, zwykle osiągając szczyt w ciągu godziny. Ta ostra ketoza nie powoduje zwiększonej ketogenezy wątrobowej, chyba że produkt zawiera również tłuszcze średniołańcuchowe. W rzeczywistości suplementy ketonów prawdopodobnie zmniejszają endogenną produkcję ketonów.

Poziom ketozy różni się w zależności od postaci i dawki, ale stężenia mogą łatwo osiągnąć wyższy poziom ketozy żywieniowej, jeśli są spożywane bardzo duże dawki lub suplementy ketonowe są spożywane w okresie odżywiania. ketoza (tj.w połączeniu z WFKD lub postem). Działanie suplementów ketonowych jest krótkotrwałe, trwające kilka godzin, co wymaga wielokrotnego dawkowania w celu uzyskania trwałego, wysokiego poziomu ketozy.‍

Ostra ketoza nie jest równoznaczna z adaptacją ketonową. Adaptacja ketonowa to proces napędzany zmniejszeniem dostępności węglowodanów i ketogenezą w wątrobie. Wzrost ketonów jest odpowiedzią na, a nie bodźcem do adaptacji ketonowej. Nie oznacza to, że ketony nie mają ważnych skutków biologicznych, z pewnością tak. Ale bodźcem poprzedzającym jest spadek węglowodanów, co powoduje ketozę żywieniową i inne równoległe reakcje (np. Zwiększone utlenianie tłuszczu). Dlatego nie spodziewaj się pełnego spektrum korzyści związanych z adaptacją ketonową poprzez zwykłe spożywanie suplementów ketonowych.

Oba podejścia podnoszą poziom ketonów w krążeniu, ale bez ograniczenia węglowodanów nie ma wzrostu netto produkcji ketonów w wątrobie, spadku insuliny ani wzrostu utleniania tłuszczu. Innymi słowy, gdy stężenie ketonów jest ostro podwyższone z suplementów ketonowych,ale bez zmniejszania spożycia węglowodanów jedynymi prawdopodobnymi skutkami są te, które są bezpośrednio przypisywane βOHB. Może to obejmować dostępność alternatywnego paliwa dla mózgu i pewne efekty sygnalizacyjne przypisywane βOHB, takie jak zwiększona ochrona przed stresem oksydacyjnym i zmniejszone zapalenie. Na razie są to głównie spekulacje, ponieważ nie mamy wielu opublikowanych badań naukowych, aby ocenić, jak suplementy ketonowe wpływają na ludzi.

Podsumowanie

Zdolność do osiągnięcia keto-adaptacji jest eleganckim, metabolicznym niebieskim drukiem wbudowanym w nasz kod genetyczny i nasz metabolizm, który zapewnia optymalny przepływ paliwa do wszystkich narządów, gdy węglowodany w diecie są ograniczone, a białko jest spożywane z umiarem. Pojawiające się badania wskazują, że adaptacja ketonowa ma transformacyjny wpływ na zwalczanie chorób i poprawę wydajności. Suplementy ketonowe mogą powodować ostrą ketozę u osób naiwnych ketonami lub zwiększać stężenia ketonów u osób przystosowanych do ketonowych. Nie wiemy jeszcze, w jakich warunkach jest to dobre, złe lub neutralne. Trwają badania naukowe dotyczące stosowania suplementów ketonowych, ale na razie pytań jest więcej niż odpowiedzi. Krótko mówiąc, ketoza żywieniowa i keto-adaptacja są naturalnymi, jeśli nie preferowanymi, stanami metabolicznymi u ludzi.Dzięki odpowiedniej edukacji na temat dobrze sformułowanej diety ketogenicznej i ciągłemu wsparciu większość ludzi może dostosować swój sposób odżywiania się tak, aby wywołać trwałą ketozę żywieniową, przynosząc znaczące korzyści.