Ako definovať ketózu FOODPUNK
Ketóza a ketolátky. Tieto dva výrazy sú veselo vyhadzované do sveta s nízkym obsahom sacharidov a keto. Viete to nejako zmerať. Čo sa však za tým vlastne skrýva? Čo tieto veci znamenajú na metabolickej a chemickej úrovni?
Oficiálna definícia ketózy je: „Metabolický stav, pri ktorom je koncentrácia ketónových teliesok v krvi vyššia ako normálne“. To ešte veľa nehovorí. Aká je normálna hodnota? Toto je hodnota, ktorú má priemerný jedák, keď dlhšiu dobu nepostí alebo neje sacharidy. Náš priemerný jedák mal pravdepodobne syrovú roládu len pred hodinou a Snickers práve teraz. Jedáva 3 - 6 krát denne a dokonca sa každý deň postí, a to najmä vtedy, keď spí.
Priemerný jedlík, ako je tento, má koncentráciu ketónov v krvi nižšiu ako 0,1 mmol na liter. Toto je teda normálna hodnota a ak máte túto hodnotu v krvi, nie ste v ketóze. Ak je človek v ketóze, hodnoty sú zvyčajne medzi 2 - 5 mmol/l. To je absolútne fyziologické, to znamená zdravý stav. Mimochodom, mol a mmol sú jednotkou merania pre chemikov, podobne ako kg a g pre kuchárov.
Ketónové telieska sú malé molekuly, ktoré poskytujú orgánom energiu
V medicíne sa tri zlúčeniny nazývajú ketónové telieska: acetoacetát, β-hydroxybutyrát a acetón. Acetoacetát je „kyselina ketokarboxylová“, β-hydroxybutyrát je „kyselina karboxylová“ a acetón je najjednoduchší „ketón“. Ketokarboxylové kyseliny, karboxylové kyseliny a ketóny sú rôzne typy malých organických molekúl. Atómy uhlíka, atómy kyslíka a atómy vodíka sú spojené rôznymi spôsobmi v rôznych molekulách. Je dôležité, aby v týchto spojeniach bola energia!
Ketónové telieska a ketóny nie sú rovnaké
Ketóny sú zastrešujúcim výrazom pre všetky chemické zlúčeniny, ktoré majú dvojitú väzbu od atómu uhlíka k atómu kyslíka, ale iba ak nie sú na okraji molekuly. Oficiálne sa nazýva „terminálna karbonylová skupina“. Existuje neuveriteľné množstvo variantov takýchto molekúl, napríklad ketónov. Existujú však iba tri ketónové telieska, ktoré dostali svoj názov podľa skutočnosti, že acetoacetát a acetón majú vo svojej chemickej štruktúre „terminálnu karbonylovú skupinu“. Takže: 2 ketónové telieska patria do triedy ketónov, ale nie všetky ketóny sú ketónovými telieskami. (Bez ohľadu na to, aké sú malinové ketóny sľubné, nemajú s ketózou absolútne nič spoločné.)
β-Hydroxybutyrát chemicky nie je ketón, pretože keto skupina bola redukovaná (konvertovaná) na hydroxylovú skupinu. Napriek tomu sa ráta medzi ketónové telieska, pretože sa dá rýchlo previesť z acetoacetátu a má v tele porovnateľné vlastnosti. Okrem toho sa najčastejšie vyskytuje medzi ketónovými látkami a je najdôležitejším ketónovým orgánom v metabolizme.
Niektoré ketolátky sa vylučujú močom a dychom
β-Hydroxybutyrát sa prevádza z acetoacetátu enzýmami. Acetón je naproti tomu produkovaný spontánnym rozpadom acetoacetátu bez enzýmov. Je prchavý a ťažko sa využíva v metabolizme. Namiesto toho sa uvoľňuje hlavne pľúcami vydychovaným vzduchom. To je zodpovedné za sladký zápach z úst.
Ketónové telieska sa tiež vylučujú močom. Hovorí sa tomu ketonúria - vylučovanie ketolátok močom. Postupom času klesá vylučovanie, pretože ketolátky sú orgánmi lepšie využité a telo by bolo hlúpe jednoducho tieto zdroje energie vyplaviť.
Aj bez ketózy pečeň neustále produkuje malé množstvo ketolátok
Pri normálnom, neketogénnom metabolizme u zdravých ľudí, sa malé množstvo ketolátok nepretržite syntetizuje v pečeni a spotrebovávajú ich ďalšie orgány. Koncentrácia acetoacetónu a β-hydroxybutyrátu je po jedle asi 0,01 mmol na liter krvi. Aj po nočnom hladovaní je ich koncentrácia v krvi stále relatívne nízka, a to 0,1 mmol/l. Postupne stúpa, keď nie je prijímaný žiadny príjem potravy, a dosahuje asi 2 mmol/l asi po troch dňoch hladovania a asi 5 mmol/l po týždni bez jedla. V tejto oblasti sa hovorí o ketóze.
Hladina cukru v krvi je počas ketózy na dolnom konci fyziologickej koncentrácie, ktorú udržuje glukoneogenéza z aminokyselín a glycerínu. Glukoneogenéza je konštrukcia glukózy z molekúl, ktoré nie sú sacharidmi, ako sú aminokyseliny z bielkovín alebo z glycerínu, ktorý je súčasťou triglyceridov, tukov.
Ketóza je úplne fyziologický metabolický stav
Ketóza, ktorá je fyziologickým (normálnym a zdravým) stavom, pri ktorom nedochádza k prijímaniu potravy, sa nesmie zamieňať s ketoacidózou, patologickým (patologickým) stavom, ktorý sa vyskytuje pri cukrovke a nadmernom požití alkoholu a môže byť život ohrozujúci. Pri nekontrolovanom cukrovke typu I môže koncentrácia ketónového tela stúpať na 25 mmol/l, čo vedie k nebezpečnej ketoacidóze. Pufrovacie mechanizmy krvi, ktoré sa normálne starajú o acidobázickú rovnováhu, sú preťažené a krv sa stáva kyslou. Ak sa zdravý človek postí alebo konzumuje stravu s veľmi nízkym obsahom sacharidov, také škodlivé hodnoty sa nedosahujú.
Bol to biochemik Hans Krebs (objaviteľ Krebsovho cyklu alias citrátového cyklu), ktorý ako prvý hovoril o „fyziologickej ketóze“ ako odlíšení od diabetickej ketoacidózy. Vo fyziologickom kontexte k zvýšeným koncentráciám ketolátok nedochádza iba počas hladovania, ale aj pri takzvaných „ketogénnych diétach“ s obmedzeným obsahom sacharidov.
Malé množstvo inzulínu alebo glukózy rýchlo ničí ketózu
Metabolický stav ketózy je veľmi krehký a dá sa rýchlo zastaviť podaním inzulínu alebo glukózy. Najmä v prvých dňoch, keď sa pečeň a ďalšie orgány ešte len začínajú adaptovať a učia sa vyrábať a používať ketolátky. Príjem sacharidov vedie k uvoľňovaniu inzulínu. Inzulín inhibuje tvorbu ketolátok a spôsobuje, že sa ketolátky vylučujú močom. Vysoké množstvo bielkovín tiež vedie k uvoľňovaniu inzulínu, ale nemá taký silný vplyv na ketózu. Pretože pri absorpcii bielkovín sa súčasne uvoľňuje glukagón, antagonista inzulínu.
Ketónové telieska prenášajú energiu krvou
Malé ketónové telieska sú vysokoenergetické zlúčeniny. Veľa energie je tiež v tukoch. Čo sa však stane, ak chcete zmiešať vodu a tuk dohromady? Nie celkom to funguje. Pretože naša krv pozostáva prevažne z vody, je tiež zlý nápad chcieť v nej rozpustiť tuk a preniesť tak energiu z bodu A do bodu B. Preto pečeň najskôr premieňa tuk na malé ketolátky. Dôraz sa kladie na malý, pretože aj preto sú ketónové telieska rozpustné vo vode. Na rozdiel od tuku sa dajú ľahko transportovať v krvi. Schopnosť ketogenézy (produkcia ketolátok) a ketolýzy (využitie ketolátok) v priebehu vývoja človeka umožnila prežiť v dlhom období hladu, pretože tukové zásoby neustále rastúceho mozgu ľudských predkov mohli poskytovať zdroj energie.
Cahill GF, Veech RL. 2003. Ketokyseliny dobrý liek. Trans Am Clin Climatol Assoc, 114: 149-161.
Fronzo R de, Ferrannini E. 2001. Regulácia medziproduktového metabolizmu počas pôstu a kŕmenia. In: DeGroot LJ, Jameson JL. Endokrinológia. Šiesty vyd. Philadelphia: W.B. Saunders, 735-755.
Fukao T, Lopaschuk GD, Mitchell GA. 2004. Cesty a kontrola metabolizmu ketolátok na okraji biochémie lipidov. Prostaglandíny Leukot Essent Fatty Acids, 70 (3): 243-251.
Strana MM, Alberti KG, Greenwood R, Gumaa KA, Hockaday TD, Lowy C, Nabarro JD, Pyke DA, Sönksen PH, Watkins PJ, West TE. 1974. Liečba diabetickej kómy kontinuálnou infúziou inzulínu s nízkou dávkou. Br Med J, 2 (5921): 687-690.
Rehner G, Daniel H. 2010. Biochemistry of Nutrition. Tretie vydanie Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, 471-475.
Stipanuk MH, Caudill MA. 2013. Biochemické fyziologické a molekulárne aspekty výživy človeka. Tretie vydanie vo Philadelphii: Elsevier Saunders, 379-381.