הרצאה שהועברה על ידי וSlava Berger, PhD על תזונה קטוגנית וקטוזיס.
רמת הפוסט: מתחיל
נושאים שעברנו עליהם
מנגנונים:
- BHB מעכבר דלקת על ידי עיכוב IL1
- BHB מעכב יצירה של ROS במיטוכונדריה על ידי חמצון של NADH ועליה ביחס בין NAD+/NADH
- BHB מעכב HDAC וכך גורם לביטוי גנים רבים שקשורים בין היתר למטבוליזם של שומן וגם מעכבים oxidative stress
- BHB מספקים הגנה לנוירונים על ידי הורדת רדיקלים חופשיים וגם דרך רצפטור ספציפי שהם מפעילים HCA2 (דרך מערכת החיסון). מעודדים רגנרציה של נוירונים.
- BHB מעכבים הזדקנות תאים senescence שמקושרת למחלות רבות של הזדקנות, מחלות נוירונליות, סרטן וגם בהקשר של קורונה לתגובתיות יתר של מערכת החיסון.
- קטונית מנוצלים על ידי לב במוח בעדיפות לגלוקוז (glucose sparing effect). באי ספיקת לב, למשל, הלב מחפש קטונים על ידי עלייה בביטוי חלבון שמפרק אותם לאנרגיה.
- הרגולציה של ייצור הקטונים בכבד: – יחס של Oxaloacetate לAcetyl-CoA. ספקה מהירה של דלק (Acetyl-CoA) דרך חומצות שומן בינוניות ייגרום לייצור קטונים מהיר גם עם פחמימות. שמן MCT, שמן קוקוס.
- חלבון מוריד קטונים דרך של מספר חומצות אמינו למעגל קרבס וייצור Oxaloacetate
- אספקה מהירה של חומצות שומן לכבד מעלה קטונים דרך ייצור של Acetyl-CoA גבוה.
יתרונות בריאותיים:
- קטונים מראים יתרונות במחלות כרוניות רבות כמו סרטן, מחלות נוירונליות, מחלות מטבוליות, מחלות לב, כבד שומני ומחלות זקנה.
- משפרים ניצול האנרגיה בגוף, ברקמת השומן, שריר וכמובן מוח ולב
- ירידה בדלקתיות (תאים של מערכת החיסון הופכים להיות פחות פרו-דלקתיים) וירידה בהזדקנות התאים. תאים זקנים מספיקים להתחלק ונאגרים ברקמות השונות בגוף עם הגיל וגורמים לדלקת כרונית ברקמה.
- תיסוף קטונים חיצונית. כן? לא? למה לא?
- שיפור רגישות להורמונים איסולין ולפטין. מה זה תנגודת אינסולין פריפרית (הפיכה) בתזונה קטוגנית?
נקודות לציון:
- מה זה קטוזיס?
- מה זה קטונים? איפה מיוצרים ואיפה מנוצלים?
- קטוזיס – בהקשר אבולוציוני
- למה דווקא 0.5mM? על פי ההגדרה של phinney וjolek. לאחרונה הוא הגדיר 0.4 ו0.3 כקטוזיס
- מתי נרצה להיות בקטוזיס יציב?
- קטואציטוזיס – תופעה המאפיינת מצב של מחסור חמור באינסולין בעיקר אצל סס1 או שלבים מתקדמים מאוד של סס2 שגורם לשחרור של רמות גבוהות של סוכר לדם מפירוק גליקוגן וחוסר יכולת של התאים לאגור סוכר כי אין אינסולין. במצב כזה התאים נמצאים בהרעבה למרות שיש המון סוכר בדם ומתחיל פירוק של טריגליצירידים לחומצות שומן חופשיות וגלוקונאוגנזה כדי לספק עוד אנרגיה לתאים אבל זה לא אפשרי כי אין אינסולין. בהמשך מתחיל פירוק של חלבון. במצב הזה של חוסר אינסולין ועודף של חומצות שומן מתחיל ייצור מאסיבי של קטונים שמגיעים לריכוזים גבוהים מאוד עד פי 10 בהשוואה לקטוזיס תזונתי. זה משנה את הPH של הדם לחומצי יותר כי הגוף מייצר קטונים מהר יותר ממה שיכול לפנות בשתן.מצב זה לא אפשרי בתזונה קטוגנית כי יש לנו אינסולין ששומר עלינו שזה לא יקרה, הכבד מייצר קטונים והגוף מותאם למטבוליזם של שומן. גם בסס1 וסס2 מצב זה נדיר ביותר בתזונה קטוגנית כי הדרישה לגלוקוז יורדת
- באופן משמעותי והגוף עובר מטבוליזם של שומן מה ששומר על רמות הסוכר נמוכות יותר בדם וקצב הגלוקונאוגנזה נמוך יותר.
הפוסט הבא שמומלץ לקרוא: מהי תזונה קטוגנית
מקורות
[1] – Influence of medium-chain and long-chain triacylglycerols on the control of food intake in men, V Van Wymelbeke, 1998. link.
[2] – Han, Y., Ramprasath, T. & Zou, M. β-hydroxybutyrate and its metabolic effects on age-associated pathology. Exp Mol Med (2020). https://doi.org/10.1038/s12276-020-0415-z
[3] – Rahman, M., Muhammad, S., Khan, M. et al. The β-hydroxybutyrate receptor HCA2 activates a neuroprotective subset of macrophages. Nat Commun 5, 3944 (2014). https://doi.org/10.1038/ncomms4944
[4] – Goldberg EL, Asher JL, Molony RD, et al. β-Hydroxybutyrate Deactivates Neutrophil NLRP3 Inflammasome to Relieve Gout Flares. Cell Rep. 2017;18(9):2077–2087. doi:10.1016/j.celrep.2017.02.004
[5] – Julie L. Horton, Michael T. Davidson, Clara Kurishima, Rick B. Vega, Jeffery C. Powers, Timothy R. Matsuura, Christopher Petucci, E. Douglas Lewandowski, Peter A. Crawford, Deborah M. Muoio, Fabio A. Recchia, Daniel P. Kelly. The failing heart utilizes 3-hydroxybutyrate as a metabolic stress defense. JCI Insight. 2019;4(4):e124079. https://doi.org/10.1172/jci.insight.124079
[6] – Gormsen LC, Svart M, Thomsen HH, et al. Ketone Body Infusion With 3-Hydroxybutyrate Reduces Myocardial Glucose Uptake and Increases Blood Flow in Humans: A Positron Emission Tomography Study. J Am Heart Assoc. 2017;6(3):e005066. Published 2017 Feb 27. https://doi:10.1161/JAHA.116.005066
[7] – Svart M, Gormsen LC, Hansen J, Zeidler D, Gejl M, Vang K, et al. (2018) Regional cerebral effects of ketone body infusion with 3- hydroxybutyrate in humans: Reduced glucose uptake, unchanged oxygen consumption and increased blood flow by positron emission tomography. A randomized, controlled trial. PLoS ONE 13(2): e0190556. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0190556
[8] – Zhang Y, Kuang Y, Xu K, et al. Ketosis proportionately spares glucose utilization in brain. J Cereb Blood Flow Metab. 2013;33(8):1307–1311. https://doi:10.1038/jcbfm.2013.87
[9] – Evans M, Cogan KE, Egan B. Metabolism of ketone bodies during exercise and training: physiological basis for exogenous supplementation. J Physiol. 2017;595(9):2857–2871. https://doi:10.1113/JP273185
[10] – Bougneres PF, Lemmel C, Ferré P, Bier DM. Ketone body transport in the human neonate and infant. J Clin Invest. 1986;77(1):42–48. https://doi:10.1172/JCI112299
[11] – Youm YH, Nguyen KY, Grant RW, et al. The ketone metabolite β-hydroxybutyrate blocks NLRP3 inflammasome-mediated inflammatory disease. Nat Med. 2015;21(3):263–269. https://doi:10.1038/nm.3804
[21] – Shimazu T, Hirschey MD, Newman J, et al. Suppression of oxidative stress by β-hydroxybutyrate, an endogenous histone deacetylase inhibitor. Science. 2013;339(6116):211–214. https://doi:10.1126/science.1227166