Čo je to ketóza?

Autor: mdiet .sk | 10.12.2014 o 6:20 | (upravené 10.12.2014 o 7:34) Karma článku: 4,87 | Prečítané:  1598x

Ketóza je prirodzený fyziologický stav látkovej premeny organizmu.  Diétou (pôstom) navodená ketóza je stav organizmu, v ktorom naši dávni predkovia prežívali kus svojho života. Nie je to teda nič nové pre náš organizmus majúci mechanizmy na prežitie nedostatku, ale nie schopnosť poradiť si s nadbytkom. Dnes využívajú účinok ketózy viaceré diétne programy (bielkovinové ketogénne diéty, paleo diéta a pod.). Čo to ale ketóza je a čo sa pri nej v organizme odohráva? 

Ketóza je prirodzený fyziologický stav látkovej premeny organizmu umožňujúci prežitie v obdobiach nedostatku.  Pri samotnej ketóze dochádza k  zvýšeniu hladín ketolátok v krvi. Ketolátky zahrnujú tri látky: kyselina acetoctová, acetón a kyselina beta-hydroxymaslová, hoci posledne menovaná k nim z chemického hľadiska nepatrí. Za fyziologických pomerov je hodnota ketolátok nízka, asi 0,25 mmol/l, z toho ¾  tvorí kyselina beta-hydroxymaslová.  Ketóza sprevádza zmeny v energetickom matabolizme pri hladovaní, zvýšenom príjme tukov, po fyzickej práci, v postabsorpčnom stave, teda za fyziologických podmienok. Hladina ketolátok sa môže zvýšiť aj pri patologických stavoch, ako diabetes mellitus 1. typu, kedy  absolútny nedostatok inzulínu neumožňuje zapojenie kontraregulačných mechanizmov a hrozí rozvoj ketoacidózy, ktorú preto treba prísne rozlišovať od prostej ketózy.

Ketolátky vznikajú v pečeni. Tvorba ketolátok je pomerne zložitý proces, ktorý je aktívne riadený a regulovaný rýchlosťou beta-oxidácie mastných kyselín. Pri beta-oxidácii sa voľné mastné kyseliny aktivované väzbou s CoA  štiepia až na dvojuhlíkatý zbytok acetyl CoA, ktorý sa kondenzuje s ďalšou molekulou aecetyl CoA. Vzniká tak acetoacetyl CoA. Tento s ďalšou molekulou acetyl CoA po odštiepení jednej molekuly CoA dáva beta-hydroxy-beta-metylglutaryl CoA, ktorý sa štiepi na acetyl CoA a voľnú kyselinu acetoctovú (obr. č. 1). Táto sa potom môže chemicky meniť na acetón, alebo kyselinu beta-hydroxymaslovú. Prostredníctvom acetyl CoA  vstupujú do Krebsovho cyklu. V Krebsovom cykle a nadväznej kaskáde oxidoredukčných reakcií dýchacieho reťazca dochádza k oxidácii energetického substrátu na CO2 a H2O za vzniku energie využiteľnej organizmom. Nadmerná tvorba acetyl CoA následkom zvýšeného vychytávania mastných kyselín pečeňou tvorí jednu z podmienok zvýšenej tvorby ketolátok.

Rozhodujúcim signálom pre tvorbu ketolátok je hypoglykémia, ktorá ak trvá niekoľko hodín, má za následok zníženie koncentrácie inzulínu v plazme, čo vyvolá zvýšenie štiepenia tukov  (lipolýzu)  v tukovom tkanive. Mastné kyseliny sa uvoľňujú do obehu a ich plazmatická koncentrácia sa zvyšuje. Spolu s ketolátkami sa vychytávajú v periférnych tkanivách, hlavne vo svaloch, myokarde a obličkách, kde slúžia ako zdroje energie. Pri nedostatku glukózy sú ketolátky dôležitým zdrojom energie aj pre tkanivo centrálneho nervového systému. Predstavujú vo vode rozpustné ekvivalenty mastných kyselín.Tkanivo centrálneho nervového systému (CNS) za fyziologického stavu využíva takmer výlučne glukózu (denná spotreba je asi 100 g). Pri dlhšie trvajúcom nedostatku glukózy mozog začína oxidovať aj ketolátky. Tie potom v tkanive CNS kryjú viac ako polovicu energetickej spotreby. Ketolátky sú rozpustné vo vode, preto voľne prechádzajú hematoencefalickou bariérou, a preto sa tiež vylučujú obličkami. Acetón sa tiež vydýchava.

Pri nedostatočnom prívode sacharidov potravou, po vyčerpaní zásobnej formy glukózy glykogénu sa glukóza dopĺňa aj procesom glukoneogenézy z tzv. glukoplastických aminokyselín. Tieto sú získavané hlavne z bielkovín svalstva. A tak pri prostom hladovaní tvorí úbytok svalovej hmoty až 40 % z celkového úbytku telesnej hmotnosti. (Tento z živinového hľadiska nevýhodný model reakcie na energetickú reštrikciu rieši ketogénna bielkovinová diéta, ako jediná, dodaním potrebného množstva aminokyselín na zabránenie nevýhod negatívnej dusíkovej bilancie). V každom prípade je ale aj tento stav sprevádzaný poklesom hladín inzulínu (inzulín zvyšuje priepustnosť bunkových membrán pre glukózu, predovšetkým vo svaloch a tukovom tkanive) a tým k nedostatku glukózy v bunkách. Energetické požiadavky v bunkách sa potom nahrádzajú oxidáciou tukov. Dôležitým aspektom regulácie využívania cukrov a tukov je vzájomné prepojenie ich látkovej premeny. Na vzájomné vzťahy oxidácie glukózy a mastných kyselín poukazuje aj skutočnosť, že pri hladovaní sa koncentrácia glukózy znižuje o 30 %, koncentrácia voľných mastných kyselín sa zvyšuje trojnásobne a ketolátok až tridsaťnásobne (tab. č. 1). (1)  Kľúčový význam v regulácii týchto zmien má inzulín, ktorého hodnoty v plazme klesajú o 80 až 90 % a glukagón. Pričom významnejšie než absolútne hodnoty sú zmeny vzájomného pomeru glukagónu a inzulínu.

Tab. č.1 Hladiny metabolitov a inzulínu v plazme hladujúceho človeka

 JednotkaFyziologický stavHladovanie
Glukózammol/l5,53,5
Voľné mastné kyselinymmol/l0,41,9
Ketolátkymmol/l0,15,3
InzulínuU/l1008,7

Následným šetrením glukózy bunkami sa zvyšuje jej koncentrácia v plazme. Pri nedostatku glukózy sa tak ustaľuje nová rovnováha v hospodárení s energetickými substrátmi na úrovni celého organizmu. Za týchto podmienok sa oxidujú najprv ketolátky a nižšie karboxylové kyseliny, potom vyššie karboxylové kyseliny a nakoniec glukóza, ktorá je nevyhnutne potrebná na zabezpečenie funkcií  najmä CNS a erytrocytov. Metabolizmus tukového tkaniva je tak regulovaný dostupnosťou energetických zdrojov pre celý organizmus, pričom hlavným regulačným mechanizmom je dostupnosť glukózy pre tkanivá. Hypoglykémia je spojená so zníženým výdajom inuzlínu a zvýšeným výdajom glukakónu, adrenalínu, noradrenalínu a somatotropínu. Následkom toho sa zmenšuje inhibičný vplyv inzulínu na lipolýzu. Zvýšené štiepenie triacylglycerolov a uvoľňované karboxylové kyseliny sa stávajú zdrojom energie, čím sa šetrí glukóza. Na zvýšenie jej množstva sa využíva aj glukoneogenéza v pečeni a obličkách, v ktorých sa v glukoneogenéze využíva aj glycerol  uvoľnený z tukového tkaniva. (2)

Tento dej je kontraregulovaný tým, že zvýšené množstvo ketolátok a mastných kyselín zvyšuje výdaj inzulínu.Ten inhibuje lipolýzu v tukovom tkanive a tvorbu ketolátok v pečeni. Tým sa ustaľuje pri zníženom prívode glukózy nová dynamická rovnováha s koncentráciou karboxylových kyselín v plazme asi 0,7 mmol/l a ketolátok 4 mmol/l, ktorá stačí na krytie energetickej potreby organizmu a nespôsobuje ešte výraznejšiu metabolickú acidózu. (Obr.č.2a  ukazuje zmeny hladín glukózy a obr.č.2b hladinu ketolátok v plazme počas päťdňovej hladovky a ich odlišný priebeh u obéznych a kontrolných pacientov). (1)

Obr. č. 2 a-b: Glykémia a ketonémia pri 5 dňovom hladovaní u obéznych a u kontrol

Výraznejšej ketogenéze zabráni minimálne 5 g cukrov na 430 kJ energie privádzanej potravou, pričom ochranný účinok má už príjem 50 až 100 g cukrov denne na celkový denný príjem energie 8000 až 10 000 kJ. Treba spomenúť aj vedľajší efekt ketózy, kedy ketolátky pôsobením na CNS  potláčajú pocit hladu a u väčšiny ľudí majú tak ľahký euforizujúci účinok.

Z uvedeného vyplýva, že ketóza je prirodzený fyziologický stav látkovej premeny organizmu umožňujúci prežitie v obdobiach nedostatku. Tento stav ketózy využívali naši dávni predkovia živiaci sa lovom a zberačstvom, kedy základnými zložkami ich nepravidelného energetického príjmu boli živočíšne bielkoviny a tuky, podobne takto celý svoj život prežívali Eskimáci. Tento stav využívali aj v neskorších obdobiach rozvíjajúceho sa poľnohospodárstva a prevažne sacharidovej stravy, keď nastali obdobia nedostatku potravín. A práve princípy praktickej aplikácie ketogénnej bielkovinovej diéty, ku ktorej viedla práca prof. Blackburna z roku 1973, využívajú aj dnes ľudia ohrození práve nežiadúcimi následkami nadmerného príjmu potravy.

Literatúra:

  1. Prof. MUDr. Ramtmír Rath, Dr.Sc., Patogeneze a terapie obezity, Avicenum, 1987
  2. Kolektív autorov, Lekárska biochémia, Univerzita Komenského, Bratislava

Autor:

MUDr. František Križanovič, 
MWM s.r.o., M.R.Štefánika 53, 960 01 Zvolen,
mail: info@mdiet.sk
web: www.mdiet.sk

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

DOMOV

Slovenskí žiaci sa prepadli ešte hlbšie

Výsledky slovenských školákov v testovaní PISA dlhodobo klesajú.

KOMENTÁRE

Hlúpneme. Kto a kedy to zastaví?

Výprask by si zaslúžili tí, ktorí zodpovedajú za nízku úroveň školstva.


Už ste čítali?