Ketoza. Czym jest ten stan oraz czy szkodzi, czy też pomaga zdrowiu?

Przez wiele lat występowanie ketozy łączono jedynie z powikłaniami cukrzycy, w trakcie których dochodzi do powstania ciał ketonowych. Czyli beta- hydromaślanu, acetooctanu oraz octanu. Zwiększone ilości tych związków prowadzą do zaburzeń elektrolitowych, spadku pH krwi poniżej 7,35. Konsekwencją tego może być śpiączka, a nawet śmierć chorego. Warto wspomnieć, że dopiero w 1922 roku odkryto insulinę i jej działanie na przemiany glukozy. To właśnie dzięki temu hormonowi lekarze byli w stanie uratować życie osób, które zapadły w śpiączkę cukrzycową (2).

Nie dziwi więc fakt, że ludzie obawiali się ketozy i jej skutków. Stan ketozy nazywano nawet „keto-toksycznym”. Jednak po przeprowadzeniu wielu badań zauważono, że nie każda ketoza niesie za sobą tak poważne konsekwencje. Wręcz przeciwnie. Zauważono pozytywne działanie ciał ketonowych na organizm człowieka. Okazuje się, że noworodki w początkowej fazie poporodowej potrzebują ciał ketonowych, by odżywić mózg. W tym czasie mleko kobiece zawiera małą ilość laktozy. Ilość tego cukru w mleku rośnie, wraz ze zmniejszonym zapotrzebowaniem na ciała ketonowe dziecka (1).

Czym jest ketoza?

Ketoza jest adaptacją organizmu do przetrwania w czasie głodu. Jest to stan, w którym zachodzą szlaki metaboliczne mające na celu przemianę tłuszczów lub białek w ciała ketonowe. Są one następnie wykorzystywane do produkcji energii w większości narządów. Proces ten jest spowodowany niedostępnością glukozy i/lub glikogenu, czyli głównych źródeł energii.

Ciała ketonowe są wytwarzane w organizmie nie tylko w ramach stosowania diety „keto”. Powstają także w czasie stosowania diety bogatowęglowodanowej. W przypadku stosowania takiej diety stężenie ciał ketonowych we krwi wynosi 0,1-0,4mmol/l. Ich powstawanie tłumaczy się spadkiem ilości glukozy we krwi, np. z powodu przerw między posiłkami, czy długiej aktywności fizycznej (1)

W jaki sposób możemy zwiększyć ilość wytwarzanych ciał ketonowych?

Może to być wcześniej wspomniana aktywność fizyczna. Po długotrwałym wysiłku poziom ciał ketonowych rośnie do 0,3-2mmol/l w zależności od intensywności wysiłku. Jest to związane z wykorzystaniem glukozy oraz glikogenu przez pracujące mięśnie. Czego konsekwencją jest przestawieniem metabolizmu na zużywanie energii zgromadzonej w postaci tkanki tłuszczowej (1).

Ten sam mechanizm jest wykorzystywany w trakcie stosowania diety o obniżonej kaloryczności. W szczególności warto zmniejszyć ilość energii pozyskiwanej z węglowodanów o 5-10%, w stosunku do zapotrzebowania. Znacząco wspomaga to wytwarzanie ciał ketonowych. Podobne efekty uzyskamy poprzez stosowanie diety niskowęglowodanowej czy paleo (1).

Poziom ciał ketonowych we krwi wzrasta także w przypadku stosowania postu. Może to być post 12-14 godzinny (tzw. nocny) lub kilkudniowy (4).

Stężenie ciał ketonowych w organizmie

	Stężenie ciał ketonowych (mmol/l)
Stosowanie nocnego postu (12-14 godzin)	0,25
Zmiany w trakcie aktywności fizycznej	0,2-0,4 (w zależności od intensywności ćwiczeń)
W trakcie ketozy powysiłkowej	0,3-2 (w zależności od intensywności ćwiczeń)
Stosowanie postu 24- godzinnego	1
Stosowanie postu 72- godzinnego	2,5
Stosowanie diety keto (przez 1-3 tygodnie)	0,5-5
Stosowanie 2-3 tygodniowego postu	1-7
Kwasica ketonowa spowodowana cukrzycą	3-25

Źródło: opracowanie własne na podstawie Puchalska P., Crawford P. (2018) Multi-dimensional roles of ketone bodies in fuel metabolism, signaling and therapeutics. Cell Metab. 25(2), 262-284

Im większy poziom ciał ketonowych, tym lepiej wpływają one na organizm?

Niestety nie. Większa ilość ciał ketonowych nie jest równoznaczna z lepszym ich wykorzystaniem. Wręcz przeciwnie, badania wykazały, że przy stężeniu ciał ketonowych powyżej 2mmol/l, ich wykorzystanie jest mniej efektywne. Znacząco maleje zdolność przetwarzania ciał ketonowych przez mięśnie szkieletowe. Dodatkowo zauważono, że wyniki te pogarszają się wraz ze wzrostem poziomu ciał ketonowych we krwi (3).

Warto wspomnieć, że osoby aktywne fizycznie mają większą zdolność wykorzystywania ciał ketonowych, niż osoby nieaktywne fizycznie (4). Dlatego też, jeżeli chcemy zwiększyć produkcję i wykorzystanie ciał ketonowych najlepiej zwiększyć ilość lub intensywność aktywności fizycznej.

Funkcje ciał ketonowych w organizmie

Ciała ketonowe, pomimo że są wytwarzane przez wątrobę, nie są w niej utleniane. Dlatego też nie odżywiają całego organizmu, tylko poszczególne narządy.
Przemiany energetyczne ciał ketonowych zachodzą głównie w mózgu, sercu i mięśniach szkieletowych. Nie byłoby w tym procesie niczego niezwykłego, gdyby nie fakt, że w trakcie tych przemian następuje odżywienie tkanek. Znacząco wpływa to na poprawę ich funkcjonowania.

Wpływ ciał ketonowych na mózg i serce

Szczególne nadzieje są wiązane z możliwościami wspomagania leczenia pacjentów z niewydolnością serca. Zauważono, że ciała ketonowe wpływają na zmniejszenie uszkodzeń komórek sercowych, a także wydłużają czas ich funkcjonowania (4). Czyli wpływają na przedłużenie naszego życia.

Badania wykazały także korzystny wpływ na leczenie udaru niedokrwiennego. Ciała ketonowe wzmacniają układ nerwowy, poprawiają funkcje poznawcze, wykazują także zdolność spowalniania degradacji komórek nerwowych. Jest to istotne dla pacjentów w starszym wieku, szczególnie przy chorobie Parkinsona, czy Alzheimera. Być może dzięki obecności ciał ketonowych we krwi będziemy mogli zminimalizować ryzyko wystąpienia tych chorób (4).

Od wielu lat jest badany wpływ ciał ketonowych na ograniczenie objawów padaczki. Zauważono, że u pacjentów w trakcie ketozy, ilość napadów padaczkowych spadła nawet o połowę. Nadal jednak nie wiemy, co wywiera pozytywne skutki- obecność ciał ketonowych czy ograniczenie spożywania węglowodanów, szczególnie cukrów prostych (4).

Ciała ketonowe zmniejszają odczucie głodu

Obecność ciał ketonowych w organizmie wpływa na występowanie uczucia sytości (4). To zjawisko może być wykorzystywane w trakcie wspomagania pacjentów w procesie zmniejszania masy ciała.

Ciała ketonowe korzystnie wpływają na gospodarkę lipidową i węglowodanową

Ciała ketonowe stymulują funkcjonowanie brunatnej tkanki tłuszczowej. Jest to szczególny rodzaj tkanki, powstają w niej substancje wspomagające gospodarkę lipidową oraz węglowodanową. Ponadto czynniki wytwarzane przez brunatną tkankę tłuszczową wzmacniają mięśnie i zwiększają ich wytrzymałość w trakcie treningu (4).

Ciała ketonowe zmniejszają ogólnoustrojowy stan zapalny

Większość badań wykazuje, że ciała ketonowe mają zdolności przeciwzapalne. Może to być wykorzystywane w trakcie leczenia chorób zapalnych jelit, szczególnie w celu przedłużenia czasu remisji choroby. Ograniczenie ogólnoustrojowego stanu zapalnego korzystnie wpływa na zarówno na zdrowie fizyczne, jak i psychiczne (1,4).

Jednakże niektóre badania wykazują, że ciała ketonowe mogą wzmacniać stan zapalny oraz wpływać na niszczenie komórek (4).

Potencjalne zastosowania

🔎 Trwają dalsze badania nad kolejnymi efektami ketozy. Przegląd systematyczny Abdelrahim i wsp. [6] wskazuje, że ketozę żywieniową można bezpiecznie i skutecznie stosować jako terapię w krytycznych chorobach, w tym w stanie padaczkowym, sepsie, infekcjach wirusowych i kontroli glikemii, jednak potrzebne są dalsze badania kliniczne w celu uzyskania bardziej jednoznacznych wyników.

Ketoza nie zawsze jest zdrowa

W 2016 roku przeprowadzono badania, z których wynika, że dieta ketogeniczna może uszkadzać nerwy, a także zaburzać naprawę DNA. Ponadto wysokie stężenie ciał ketonowych może nasilać stany zapalne, dzieje się tak m.in. w przypadku ketozy cukrzycowej (4). Wydaje się, że kluczowym czynnikiem między prozdrowotnym a niekorzystnym działaniem ciał ketonowych może być ich ilość. Wpływ ma także dokładny skład ciał ketonowych, czy czas ich występowania we krwi (4).

Suplementacja ciał ketonowych

Aktualnie trwają badania nad doustnymi metodami zwiększenia ilości ciał ketonowych w organizmie. Suplementy te mają wpływać na zwiększenie odporności mięśniowej u sportowców. Z drugiej strony, z racji przeciwdziałania chorobom układu nerwowego czy sercowo-naczyniowego, mogłyby być polecane pacjentom w celu zmniejszenia ryzyka wystąpienia tych chorób.

Niestety ciała ketonowe podawane w formie suplementów nie mają zdolności wchodzenia w reakcje metaboliczne (1).

Tłumaczy się to jednoczesną obecnością glukozy, insuliny oraz ciał ketonowych. Nie jest naturalnym stanem organizmu. Z tego powodu ciała ketonowe nie są odpowiednio wykorzystane, a ich przemiany nie przynoszą oczekiwanych korzyści (4). Dlatego nie zaleca się przyjmowania suplementów z ciałami ketonowymi bez wykonywania aktywności fizycznej.

Odpowiednio przeprowadzona suplementacja może przynieść korzystne skutki. Zbadano zależność między poziomem ciał ketonowych po wysiłku a możliwościami odbudowy glikogenu mięśniowego u sportowców. Na podstawie biopsji mięśni zauważono znaczący wzrost ilości glikogenu przy podaniu koktajlu zawierającego glukozę oraz ciała ketonowe. Po podaniu koktajlu z samą glukozą wzrost ten był mniejszy o 30%. U sportowców, którzy wypijali koktajl bez glukozy i ciał ketonowych wzrost był mniejszy nawet o 70% (5). Można przypuszczać, że podawanie suplementów w momencie nieobecności glukozy i glikogenu w organizmie, przyniesie korzystne skutki zdrowotne.

Pamiętajmy o odpowiedniej dawce. Przyjmowanie suplementów z ciałami ketonowymi może doprowadzić do nadmiernego wzrostu ich poziomu we krwi (nawet powyżej 25mmol/l). W związku ze zbyt dużym stężeniem ciał ketonowych organizm traci zdolność buforowania kwasów ketonowych. Czego konsekwencją jest spadek pH krwi do 7,3-7,1, co jest stanem zagrażającym zdrowiu (1).

Moim zdaniem

W ostatnim czasie dieta ketogeniczna jest bardzo modna. Czasami jest nawet podawana jako wzór łatwej diety prozdrowotnej (z racji wytwarzania ciał ketonowych). Jednakże w mojej opinii, niezwykle trudne jest odpowiednie zbilansowanie diety keto, co niesie za sobą ryzyko niedoborów żywieniowych.

Pacjenci wchodzący w stan ketozy mogą napotkać wiele niekorzystnych objawów m.in. zmianę zapachu ciała czy tzw. ketoflu. Jest to stan objawiający się mdłościami, problemami jelitowymi, irytacją, zburzonym tokiem myślowym czy bólami mięśni.

Pamiętajmy, że ewolucyjnie jesteśmy zaadoptowani do wytwarzania ciał ketonowych w skutek poszczenia nocnego oraz zwiększania aktywności fizycznej. Jest to zupełnie naturalne zjawisko dla naszego organizmu. Wytwarzany w ten sposób poziom ciał ketonowych, jest optymalnym dla zdolności ich wykorzystywania przez organizm.

Dodatkowo wraz z różnorodną dietą dostarczamy potrzebnych naszemu organizmowi substancji odżywczych oraz składników korzystnie wpływających na nasze zdrowie. Zapobiegamy niedoborom witamin, czy składników mineralnych. Podsumowując stosowanie postu nocnego, aktywności fizycznej oraz różnorodnej diety, jest korzystniejszą i bezpieczniejszą metodą wytwarzania ciał ketonowych, niż stosowanie diety keto.

Wnioski:

• Ciała ketonowe są wytwarzane w trakcie niedoboru glukozy w organizmie
• Dieta keto nie jest jedynym sposobem wytwarzania ciał ketonowych
• Ciała ketonowe są wytwarzane w trakcie stosowania zwyczajowego żywienia
• Chcąc zwiększyć ilość ciał ketonowych w organizmie, warto zwiększyć czas postu nocnego do 12-14 godzin. Dodatkowo można zwiększyć ilość lub/i intensywność aktywności fizycznej wykonywanej na czczo
• Naturalnie wytworzone ciała ketonowe mają zdolność zwiększania insulinowrażliwości oraz poprawiania gospodarki lipidowej.
• Wpływają na przedłużenie funkcjonowania komórek, co jest niezwykle istotne w profilaktyce chorób związanych z układem nerwowych oraz sercowo- naczyniowym
• Podawane doustnie ciała ketonowe nie wykazują wyżej wymienionych zdolności
• Udowodniono pozytywny wpływ suplementacji ciał ketonowych organizm przy stosowaniu odpowiedniej metody suplementacji
• Nadmiar ciał ketonowych nie jest korzystny dla zdrowia, może prowadzić do poważnych konsekwencji

Najczęściej zadawane pytania o ketozę

Bibliografia:

1. Kolb H., Kempf K., Rohling M., Lenzen- Schulte M., Schloot N., Martin S. (2021) Ketone bodies: from enemy to friend and guardian angel. BMC Med, 19, 313
2. Tatoń J., Czech A., Bernas M. (2008) Diabetogia kliniczna. PZWL Wydawnictwo Lekarskie
3. Evans M., Cogan K., Egan B. (2017) Metabolizm of ketone bodies during exercise and training: physiological basis for exogenous supplementation. J Physiol, 595(9), 2857-2871
4. Puchalska P., Crawford P. (2018) Multi-dimensional roles of ketone bodies in fuel metabolism, signaling, and therapeutics. Cell Metab, 25(2), 262-284
5. Holdsworth D., Cox P., Kirk T., Stradling H., Impey S., Clarke K. (2017) A Ketone Ester Drink Increases Postexercise Muscle Glycogen Synthesis in Humans. Med Sci Sports Exerc, 49 (9(, 1789-1795
6. Abdelrahim RA, Mekala SRR, Polepalli KV, Priyatha V, Ezeano C, AlEdani EM, Nassar ST. Nutritional Ketosis as a Therapeutic Approach in Critical Illness: A Systematic Review. Cureus. 2024 Jul 26;16(7):e65455. doi: 10.7759/cureus.65455. PMID: 39071067; PMCID: PMC11281694.

• Data pierwotnej publikacji: 21.07.2024
• Data ostatniej aktualizacji o wyniki badań: 7.08.2024