Keto-Basics
In diesem Artikel wollte ich einmal auf die absoluten Grundlagen der Ketose eingehen. Es gibt noch immer viele Missverständnisse rund um die nahrungsinduzierte Ketose und darum möchte ich in diesem Artikel einmal die physiologischen Hintergründe erklären.
Was sind Ketonkörper?
Es gibt drei verschiedenen Ketonkörper, die im Körper gebildet werden. Die drei Ketonkörper heißen Aceton, Acetoacetat und Beta-Hydroxybutyrat. Ketone erinnern von ihrer chemischen Struktur her, an sehr kurze Fettsäuren. Also Ketten aus Kohlenstoffatomen, an denen Sauerstoff oder eine OH-Gruppe hängt.
Die drei Ketonkörper haben unterschiedliche Bedeutung für den Körper. Aceton wir in erster Linie über die Lunge abgeatmet. Nur Acetoacetat und Beta-Hydroxybutyrat haben Bedeutung für die Energiegewinnung.
Die Messung der Ketone kann über drei verschiedene Wege erfolgen – Atem, Harn oder Blut. Die Messung in Atemluft und Harn gilt als weniger verlässlich, als die Messung im Blut. In der Atemluft kann man die Konzentration von Aceton messen, im Harn die Konzentration von Acetoacetat und im Blut wird die Konzentration von Beta-Hydroxybutyrat gemessen. Die Messung im Blut, gilt als die verlässlichste Methode, leider auch die kostspieligste.
Wie entstehen Ketonkörper?
Ketonkörper werden in den Zellen der Leber gebildet und über den Blutkreislauf zu allen Geweben im Körper transportiert. Mit wenigen Ausnahmen, können ALLE Zellen im Körper Ketonkörper und Fettsäuren zur Energiegewinnung nutzen. Die Ausnahmen bilden die roten Blutkörperchen (Erythrozyten), die Zellen der Netzhaut (Retina) und zu einem kleinen Teil auch das Gehirn. Der Restbedarf Glucose kann über die Synthese von Glucose aus Triglyceriden und gewissen Aminosäuren gedeckt werden – dieser Prozess wird als Gluconeogenese bezeichnet.
Ketonkörper können aus Fettsäuren und aus einigen Aminosäuren gebildet werden. Die Ketogenese, also die Bildung von Ketonkörpern, wird in erste Linie durch Insulin und Glucagon reguliert.
Wann werden sie gebildet?
Nehmen die Gylcogenspeicher in der Leber ab, entweder durch Fasten oder durch Kohlenhydratrestriktion, beginnt der Körper mit der Produktion von Ketonkörpern. Gleichzeitig sehen wir physiologisch niedrige Insulin- und Blutzucker-Werte. Auch mittelkettige Fettsäuren (MCTs) zeigen eine stimulierende Wirkung auf die Ketogenese.
Warum macht der Körper überhaupt Ketonkörper und verbraucht nicht nur Fett?
Die Frage stellt sich natürlich, warum macht denn der Körper überhaupt so umständlich Ketonkörper aus Fettsäuren und verwendet nicht ausschließlich Fettsäuren zur Energiegewinnung? Ketonkörper haben einige Vorteile für den Körper.
Ketonkörper sind wasserlöslich und können so einfach und schnell mit dem Blut transportiert werden. Fettsäuren müssen in Form von Triglyceriden gebunden werden um sie im Blut transportieren zu können.
Ketonkörper können ohne Hilfe in die Mitochondrien diffundieren, werden zu Acetyl-CoA umgewandelt und dann in den Citrat-Zyklus eingeschleust. Fettsäuren brauchen ein spezielles Transportsystem um die Mitochondrien-Membran passieren zu können – dies ist das sogenannte Carnitin-Shuttle.
Ketonkörper können die Blut-Hirn Schranke überwinden und das Gehirn mit Energie versorgen. Triglyceride können dies nicht.
Die Ketose ist ein natürlicher Stoffwechselzustand
Die Ketose ist ein natürlicher Stoffwechselzustand und vollkommen ungefährlich. Ketone spielen nämlich gerade in den ersten Wochen unseres Lebens eine wichtige Rolle. Ketone haben eine große Bedeutung für das Gehirn des Neugeborenen. Wenige wissen, dass Neugeborene, die gestillt werden, natürlicherweise in Ketose sind. Die Muttermilch enthält viele MCTs. Ketone sind nicht nur essenziell für die Energieversorgung des jungen Gehirns, sondern liefert auch wichtige Bausteine.
Wichtig ist der Unterschied zwischen Ketose und Ketoacidose
Während die Ketose natürliche und ungefährlich ist, ist die Ketoacidose ein lebensbedrohlicher Zustand. Wichtig ist, NIEMAND der Insulin produziert, kann eine Ketoacidose entwickeln! Ketogenese wird durch eine Feedback-Schleife reguliert. Steigen die Ketonwerte bis zu einer bestimmten Obergrenze an, dann schüttet der Körper Insulin aus und die Ketonproduktion wird gehemmt.
Die Konzentration von Ketonkörpern kann stark variieren und vom Level der metabolischen Anpassung und auch genetischen Faktoren anhängig sein. Die Menge der Ketonkörper im Harn wird leicht durch die Wasseraufnahme verfälscht. Die Menge der Ketonkörper im Harn kann auch mit fortschreitender Anpassung abnehmen.
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