Ketose und ketogene Ernährung

Was sind Ketone bzw. Ketonkörper?

Ketone, auch Ketonkörper genannt, sind kleine, wasserlösliche Moleküle, die (überwiegend) aus dem Abbau von Fettsäuren via ß-Oxidation in den Mitochondrien von Hepatozyten entstehen. Die Begriffe Ketone bzw. Ketonkörper beziehen sich auf folgende drei Verbindungen: Aceton, Acetoacetat und Beta-Hydroxybutyrat.

Das kleinste Keton, Aceton, wird größtenteils über die Lunge abgeatmet. Über seine Effekte im Stoffwechsel ist bislang nur wenig bekannt. Acetoacetat und Beta-Hydroxybutyrat sind ineinander überführbar, Ihr Verhältnis zueinander hängt vom Redoxzustand der Zelle ab. Beide Ketone sind effiziente Substrate für die mitochondriale Energiegewinnung, sie üben darüber hinaus jedoch auch eine Reihe von Signalfunktionen aus.

Die Messung von Ketonkörpern ist auf drei verschiedenen Wegen möglich – im Atem, im Harn oder im Blut. Die Messung im Harn erfasst vom Körper ausgeschiedenes Acetoacetat, sie gilt als weniger verlässlich als etwa die Blutmessung. Als preiswerter Einstieg und einfache  Verlaufskontrolle zu Beginn einer ketogenen Ernährung ist sie jedoch geeignet. Die Messung im Blut mithilfe eines Fingerpricks erfasst das aktuell vorhandene Beta-Hydroxybutyrat im Kapillarblut. In der Ausatemluft lässt sich die Konzentration des Acetons messen. Sie gibt Auskunft über die aktuelle Neubildung von Ketonen aus Fettsäuren und damit über das Ausmaß der Fettoxidation. Die Messung im Blut gilt als die verlässlichste Methode, derzeit ist sie jedoch auch (noch) 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 Glukagon reguliert.

Wann werden Ketone gebildet?

Nehmen die Glykogenspeicher 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 Blutzuckerwerte. Auch mittelkettige Fettsäuren (MCTs) zeigen eine stimulierende Wirkung auf die Ketogenese[i].

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 essentiell für die Energieversorgung des jungen Gehirns, sondern liefert auch wichtige Bausteine[ii].

[i] Bach, Andre, et al. „Ketogenic response to medium-chain triglyceride load in the rat.“ The Journal of nutrition 107.10 (1977): 1863-1870.

[ii] Patel, M. S., et al. „The metabolism of ketone bodies in the developing human brain: development of ketone‐body‐utilizing enzymes and ketone bodies as precursors for lipid synthesis.“ Journal of neurochemistry 25.6 (1975): 905-908.