Was ist nahrungsinduzierte Ketose?

In Zeiten von Nahrungsknappheit und Hunger, hat der Körper die Möglichkeit auf eine alternative Energiequelle zu wechseln – sogenannte Ketonkörper oder Ketone. Ketone sind kurzkettige Fettsäuren die in der Leber synthetisiert werden. Es gibt drei verschiedene Ketonkörper Aceton, Acetoacetat und beta-Hydroxybutyrat.

Ketone sind nichts ungewöhnliches oder fremdes für unseren Körper. Sie decken zum Beispiel bis zu 80%  des Energiebedarfs des neugeborenen Kindes, das mit Muttermilch gestillt wird.

Ketone werden nicht nur produziert, wenn die Nahrung knapp ist, sondern auch wenn die Menge an Kohlenhydraten in der Nahrung stark reduziert wird, üblicherweise unter 50 g/ Tag. Allerdings ist diese Grenze sehr individuell und kann für mache bei weniger als 20 g/ Tag liegen und bei anderen bei mehr als 100 g/ Tag.

Umsetzung

Wer eine ketogene Ernährung umsetzen möchte muss verstehen, dass jeder Makronährstoff, der eine Insulinausschüttung oder einen Anstieg des Blutzuckers mit sich bringt, nur eingeschränkt konsumiert werden darf.

Kohlenhydrate bzw. Zucker in all seinen diversen Erscheinungsformen ist der größte Faktor, der sowohl Insulin als auch Blutzucker beeinflusst. Kohlenhydrate, ob komplex oder einfach – am Ende ist es Zucker, der im Blut und Schluss endlich auch bei den Zellen ankommt. Doch auch Protein kann ein Problem sein. Jeder Überschuss an Protein, welches der Körper nicht unmittelbar nutzen kann, landen in der Leber und wird dort zu Glucose verstoffwechselt. Größere Mengen Protein verhindern also auch, dass der Körper Ketone produziert. Außerdem ist Protein insulinogen, das bedeutet es führt zu einer Ausschüttung von Insulin. Darum sollte man große Mengen an fettarmen Proteinquellen tunlichst vermeiden, bzw. immer mit ausreichend Fett kombinieren. Wer allerdings die fetteren Teilstücke präferiert und die Finger von Hühnerbrust und Karreeschinken lässt, sollte kein Problem haben.

Der Körper kann in der Leber sowohl aus Triglyceriden als auch aus Proteinen Glucose selber herstellen. Dieser Prozess wird als Gluconeogenese, die Neuentstehung von Zucker, bezeichnet.

Darum hier zur Definition:

Eine wohl formulierte LCHF Ernährung ist stark reduziert in Kohlenhydraten, moderat an Protein und hoch/ bis sehr hoch in Fett.

Eine übliche Makronährstoffverteilung wäre 65-70% Fett, 20% Protein und 10% Kohlenhydrate.

Typische Makronährstoffverteilung einer low-carb high-fat Ernährung

Typische Makronährstoffverteilung einer low-carb high-fat Ernährung

Oxidation von Ketonkörpern

Alle Zellen, die Fettsäuren verstoffwechseln können, können auch Ketonkörper nutzen. Es erfolgt die Umwandlung von β-Hydroxybutyrat zu Acetyl-CoA. Acetyl-CoA wir dann in den Citratzyklus eingeschleust und zur Synthese von ATP genutzt.

  • Ketonkörper sind wasserlöslich
  • Können durch die innere Mitochondrienmembran transportiert werden. Sie werden direkt in den Citrat-Zyklus eingeschleust und stehen so zur ATP Gewinnung zur Verfügung.
  • Können die Blut-Hirn Schranke überwinden. Ist man ketoadaptiert benötigt das Gehirn nur noch 40 g Glucose, an statt 120 g. Der Rest wird über Ketone gedeckt.
  • Ketonkörper können von einer Vielzahl von Geweben im Körper genutzt werden inkl. Zentralnervensystem und Gehirn

Welche Vorteile kann eine ketogene Ernährung bringen?

Stabile Energieversorgung und bessere Blutzuckerkontrolle

Die Ketose bringt metabolische Flexibilität. Das heißt der Körper kann leichter zwischen Glukose und Fett als Energiequelle wechseln. Wer ketoadaptiert ist hat einen stabilen Blutzucker und kommt problemlos mit langen Essenspausen zurecht. Da das Gehirn durch die Ketonkörper bestens versorgt ist, bleiben Müdigkeit, Gereiztheit und Konzentrationsschwierigkeiten aus. Viele berichten sogar von einem erhöhten mentalen Fokus.

Diabetes Management

In diesem Zusammenhang möchte ich auf das Paper von Feinman et al[1]. hinweisen, welches Januar 2015 in der renommierten Fachzeitschrift „Nutrition“ erschienen ist. Der Titel „Dietary carbohydrate restriction as the first approach in diabetes management: Critical review and evidence base.“ In diesem detaillierten Review-Artikel, bereiten Dr. Richard Feinman und 21 Forscher- und Ärztekollegen aus aller Welt, die Datenlage auf und kommen zu folgendem Schluss – die Reduktion von Kohlenhydraten sollte der erste Ansatz beim Management von Diabetes sein.

Energieversorgung insulinresistenter Zellen

Ketonkörper können unabhängig von Insulin in die Zelle transportiert werden und könne so auch bei einer Insulinresistenz der Zellen, eine ausreichende Energieversorgung sicherstellen[2]. Eine weitere wichtige Eigenschaft von Ketonkörper, ist ihre Fähigkeit, im Gegensatz zu Triglyceriden, die Blut-Hirn Schranke passieren zu können. Ist man in Ketose, decken Ketonkörper den Großteil des Energiebedarfs des Gehirns. Dies findet bereits in der Alzheimerforschung Anwendung. Man weiß, dass bei Alzheimerpatienten die Glucoseaufnahme der Gehirnzellen stark eingeschränkt ist und es somit zu einer Unterversorgung der Neuronen kommt. Die Umstellung auf eine Ketogene/ Paleo Ernährung und die ergänzende Gabe von MCT-Ölen hat in klinischen Studien zu einer Verbesserung der kognitiven Leistung[3] und sogar zu einer teilweisen Rückkehr bereits verloren gegangener Fähigkeiten bei Alzheimerpatienten geführt[4].

Unterschied nahrungsinduzierte Ketose und Ketoazidose

Ich möchte nur ganz kurz auf die Ketoazidose eingehen. Die meisten Ärzte haben in ihrer Ausbildung Ketone nur im Zusammenhang mit der Ketoazidose kennen gelernt. Dies ist eine lebensbedrohliche Stoffwechselsituation, welche nur bei Typ-1 Diabetikern auftritt.

Definition aus der Wikipedia:

„Bei der Entstehung einer Ketoazidose häufen sich Ketonkörper im Blut an und vermindern dessen pH-Wert, verursacht durch einen langanhaltenden absoluten Insulinmangel. Durch den Insulinmangel können die Körperzellen kaum mehr Glucose aus dem Blut aufnehmen, da erst durch Insulin Glut 4 in die Zellmembranen verlagert wird. Dies führt zu einem unzureichend gedeckten Energiehaushalt der Zellen. Diese signalisieren dem Gehirn diesen Energiemangel worauf die Hormone Adrenalin, Noradrenalin sowie andere Insulin Antagonisten frei gesetzt werden. Diese sorgen für einen erhöhten Fettabbau in den Fettgeweben. Das so freigesetzte Fett wird von der Leber in Ketonkörper umgebaut und in das Blut abgegeben. Leichte Formen einer Ketoazidose entstehen bei längerer Nahrungskarenz (Hunger, Fasten) durch den vermehrten Fett- und Eiweißabbau zur Energiegewinnung.

Der Insulinmangel seinerseits führt dazu, dass in der Leber vermehrt Fett abgebaut wird und dadurch vermehrt Acetyl-CoA gebildet wird, aus dem wiederum Acetoacetat, das Salz der Acetessigsäure entsteht. Acetoacetat dient beim „Hungerstoffwechsel“ unter physiologischen Bedingungen nach einem weiteren Stoffwechselschritt als Energielieferant im Gewebe.[1]

Am häufigsten ist für die Anhäufung organischer Säuren im Blut die katabole Stoffwechselsituation bei Insulinmangelzuständen im Rahmen eines entgleisten Diabetes mellitus ursächlich (diabetische Ketoazidose). Als weitere typische Ursache gilt die massive Erhöhung der β-Hydroxybuttersäure im Blut infolge Alkoholkonsums (alkoholische Ketoazidose). Alkohol hemmt die Gluconeogenese und die Oxidation freier Fettsäuren in der Leber.“

Bei einer manifesten Ketoazidose findet man Ketonkörperkonzentrationen von 20 mmol/l oder mehr. Solche Werte sind bei gesunden Menschen, mit einer nahrungsinduzierter Ketose nicht erreichbar. Die nahrungsinduzierte Ketose bewegt sich in Bereichen von 0,5 – 7 mmol/l.

Was unbedingt zu beachten ist

Die Ketose ist ein geniales Werkzeug den eigenen Stoffwechsel zu beeinflussen und sich und seinen Körper besser kennen zu lernen. Muss jeder für den Rest seines Lebens in Ketose sein? Vermutlich nicht. Wer die ketogene Ernährung nicht aus therapeutischen Gründen in sein Leben integrieren muss oder soll, kann einen zyklischen Ansatz wählen. Zeitweilige ketogene Phasen können viele Vorteile bringen, wie verbesserte Konzentration, stabilen Blutzucker und erhöhte Fettoxidation. Eine richtig formulierte ketogene Ernährung kann jedoch bedenkenlos auch über Jahre hinweg durchgeführt werden.

Referenzen

[1] Feinman, Richard D., et al. „Dietary carbohydrate restriction as the first approach in diabetes management: Critical review and evidence base.“ Nutrition 31.1 (2015): 1-13.

[2] Costantini L C  et al. Hypometabolism as a therapeutic target in Alzheimer’s disease

BMC Neuroscience 2008. Volume: 9 Issue: Suppl 2 Pages: S16 DOI: 10.1186/1471-2202-9-S2-S16

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2604900/

[3] Henderson ST. Ketone bodies as a therapeutic for Alzheimer’s disease. Neurotherapeutics. 2008 Jul;5(3):470-80. doi: 10.1016/j.nurt.2008.05.004.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18625458

[4] Reger MA, Henderson ST, Hale C, Cholerton B, Baker LD, Watson GS, Hyde K, Chapman D, Craft S. Effects of beta-hydroxybutyrate on cognition in memory-impaired adults. Neurobiol Aging. 2004 Mar;25(3):311-4.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15123336