Nasze magazyny
Skąd się wzięły mitochondria?
Związek bakterii z prymitywnymi komórkami pozwolił obu stronom na "pokojowe współistnienie", każdy wnosił swoje umiejętności dla lepszej adaptacji do nieprzyjaznego środowiska: życie poza wodą stało się możliwe. To właśnie w mitochondriach makroskładniki dostarczane do organizmu drogą pokarmową (węglowodany, lipidy i białka) są przekształcane w energię w postaci związku chemicznego ATP (adenozynotrifosforanu).
Codziennie wytwarzamy go w ilości co najmniej 40 kilogramów!
Niektóre narządy są w stanie wykorzystywać bezpośrednio lipidy jako źródło paliwa, ale to glukoza jest podstawowym paliwem, które zasila mitochondria i umożliwia syntezę ATP. Kiedy kończy się glukoza, komórki wątroby przekształcają kwasy tłuszczowe z lipidów w ciała ketonowe, czyli związki chemiczne będące pośrednimi produktami metabolizmu tłuszczów.
Są one doskonałym paliwem utrzymującym maszynerię organizmu w ruchu. Ta ketogeneza odbywa się również w niektórych komórkach mózgu, a konkretnie w astrocytach, które pełnią istotną funkcję we wspieraniu, ochronie i odżywianiu neuronów.
Jak powstają ciała ketonowe?
W procesie biosyntezy ciał ketonowych wykorzystywany jest acetylokoenzym A (acetylo-CoA), pochodzący z metabolizmu węglowodanów, tłuszczów i protein. Mitochondrialny enzym zwany syntazą HMG-CoA jest kluczowy w powstawaniu trzech ciał ketonowych: kwasu acetylooctowego, kwasu beta-hydroksymasłowego i acetonu (ten ostatni jest wydalany drogą oddechową i na początku ketozy nadaje oddechowi specyficzny zapach).
Wymienione ciała ketonowe wchodzą do krwiobiegu i są chętnie wykorzystywane przez niektóre tkanki (mięsień sercowy, mózg), co pozwala oszczędzać krążącą w krwiobiegu glukozę dla komórek zależnych wyłącznie od niej - w szczególności dla czerwonych krwinek.
W komórkach narządów ketony przenikają do mitochondriów, gdzie są przekształcane w acetylo-CoA i ulegają spaleniu (w cyklu Krebsa), co umożliwienia syntezę ATP. Spalanie ketonów to niezwykle wydajny proces, nawet efektywniejszy niż spalanie glukozy - jest bardzo szybkie i "czyste", ponieważ wytwarza niewiele wolnych rodników.
Niemniej ketogeneza może zachodzić tylko wtedy, gdy znacznie obniży się poziom glukozy we krwi, czyli przy niewielkim spożyciu węglowodanów, mniejszym niż 50 gramów dziennie (wielkość ta może ulegać zmianie w zależności od indywidualnych uwarunkowań danej osoby). Podczas postu stan ketozy osiągany jest około trzeciego dnia, kiedy wyczerpują się zapasy glukozy (glikogenu) w organizmie.
Jak sprawdzić czy jest się w stanie ketozy?
Dwie metody pozwalają dowiedzieć się, czy jesteśmy już w stanie ketozy.
Pierwsza polega na wykorzystaniu glukometru do pomiaru glikemii lub ketonemii, na przykład takiego, jak Glucofix Tech. Wykonany w ten sposób test jest dokładny, ale dość kosztowny.
Druga metoda uwzględnia zastosowanie testów paskowych typu keto-diastix (do nabycia w aptekach), służących do samodzielnego badania moczu w celu oceny stężenia glukozy i ciał ketonowych - pole testowe na pasku, po zanurzaniu go w próbce moczu, zmienia kolor w zależności od ilości glukozy i ciał ketonowych; zgodnie z instrukcją dołączoną do opakowania pasków keto-diastix należy odczytać wynik, co polega na porównaniu koloru otrzymanego na pasku z polami barwnymi umieszczonymi na produkcie.
Obecność ciał ketonowych w moczu (ketonuria) ujawnia się dopiero wtedy, gdy ich poziom we krwi (ketonemia) osiągnie określone stężenie, co oznacza, że można mieć ketozę bez występowania ciał ketonowych w moczu.
Liczne badania naukowe wykazały, że dieta ketogeniczna nie stanowi zagrożenia dla zdrowia człowieka. Ostatnie prace mówią nawet o jej ochronnym działaniu we wczesnej niewydolności nerek, co może wydawać się paradoksalne, gdyż medycyna przy tego rodzaju schorzeniach zaleca maksymalne ograniczenie spożycia białka.
Słowo ketoza często przeraża lekarzy, ponieważ ten zaprogramowany przez ewolucję stan fizjologiczny mylony jest z kwasicą ketonową, mogącą prowadzić nawet do śpiączki, a będącą poważnym powikłaniem cukrzycy insulinozależnej i konsekwencją poważnego niedoboru insuliny. W tym przypadku organizm syntezuje ogromne ilości ciał ketonowych, co nigdy nie następuje podczas stosowania diety ketogenicznej.
Trzeba jednak wiedzieć, że dieta ketogeniczna wywołuje stan kwasicy metabolicznej, do której zneutralizowania trzeba dobrego nawodnienia i wystarczającego spożycia roślin bogatych w alkalizujące substancje mineralne. Pożądana jest również aktywność fizyczna, w miarę możliwości na łonie natury. Jeśli pH moczu utrzymuje się poniżej wartości 6,8, wskazane jest zastosowanie suplementu alkalizującego.
Historia diety ketogenicznej
Po raz pierwszy dieta ta została zastosowana w leczeniu epilepsji. Już w Biblii pojawiają się wzmianki o poście (któremu towarzyszy ketogeneza), stosowanym w leczeniu tego neurologicz‑ nego schorzenia. Kiedy Jezus uzdrowił dziecko chore na epilepsję, miał powiedzieć: "Ten rodzaj (złych duchów - przyp. tłum.) można wyrzucić tylko modlitwą i postem" (Mk 9, 14-29).
W bliższych nam czasach, bo w latach 20. ubiegłego wieku, lekarze z renomowanej amerykańskiej Kliniki Mayo wpadli na pomysł, by w leczeniu pacjentów z epilepsją odtworzyć warunki postu bez ograniczenia liczby spożywanych kalorii. To właśnie w ten sposób doszło do opracowania tzw. diety ketogenicznej. Okazała się ona bardzo skuteczna, ale kilka lat później, wraz z pojawieniem się pierwszych leków przeciwpadaczkowych, popadła w zapomnienie.
Dzięki amerykańskiemu producentowi filmowemu Jimowi Abrahamsowi ("Czy leci z nami pilot?") dieta ketogeniczna niejako odżyła. Urodzony w 1993 roku syn producenta, Charles, cierpiał na ciężką padaczkę oporną na leczenie farmakologiczne. Jim Abrahams, poszukując ratunku dla chłopca, trafił na informację, że w Johns Hopkins Hospital w Baltimore prowadzone są eksperymenty z dietą ketogeniczną.
Producent zdecydował się na umieszczenie tam syna, który następnie z powodzeniem stosował dietę ketogeniczną przez 5 lat i obecnie jest uznany za wyleczonego. Po swoich doświadczeniach Jim Abrahams utworzył Fundację Charly. Aby spopularyzować ten rodzaj diety, nakręcił film "Po pierwsze nie szkodzić", w którym matkę chorego chłopca zagrała Meryl Streep.
Co dziś wiemy o diecie ketogenicznej?
Jakie są obecnie wskazania do stosowania diety ketogenicznej? Istnieją silne dowody na to, że dieta ketogeniczna jest skuteczna w zwalczaniu wielu schorzeń, w tym epilepsji. Jej stosowanie przyczynia się ponadto do zmniejszenia masy ciała i ograniczania ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych.
Warto ją również wypróbować w przypadku nietolerancji węglowodanów (przypomnijmy jednak, że ketogeneza, proces syntezy ciał ketonowych, zachodzi w wątrobie, dlatego osoby doświadczające jakichkolwiek zaburzeń pracy tego narządu powinny przed rozpoczęciem diety koniecznie skonsultować się z lekarzem - przyp. red.).
1. Dieta ketogeniczna na epilepsję
Dieta ketogeniczna jest obecnie integralną częścią leczenia oferowanego przez neurologów osobom z padaczką. Zalecana jest zwłaszcza wtedy, gdy organizm pacjenta nie zareagował pozytywnie na leki przeciwpadaczkowe. Warto podkreślić, że bardzo często przepisywana jest także dzieciom w wieku od 12 miesięcy do 18 lat.
Co ważne, coraz lepiej poznajemy mechanizmy działania diety ketogenicznej, które pomagają w zwalczaniu epilepsji. Część ciał ketonowych powstaje w wątrobie, ale mogą one przekraczać berierę krew-mózg, pozostałe są syntetyzowane przez astrocyty, komórki glejowe występujące w ośrodkowym układzie nerwowym, czyli w mózgu i rdzeniu kręgowym.
Te ciała wspomagają syntezę głównego neuroprzekaźnika hamującego w układzie nerwowym, czyli GABA, kosztem syntezy glutaminianu - neuroprzekaźnika pobudzającego. Ponadto ciała ketonowe zwiększają wytwarzanie energii w postaci ATP i poprawiają funkcjonowanie mitochondriów w komórkach mózgu.
Wreszcie, dieta ketogeniczna wspomaga syntezę BDNF (ang. brain derived neurotrophic factor), hormonu mózgowego zaangażowanego w wytwarzanie, wzrost i różnicowanie się neuronów, który przyczynia się również do przetrwania istniejących neuronów, a także do powstawania nowych synaps.
2. Odchudzanie za pomocą diety ketogenicznej
Wiele badań wykazuje, że żywienie ketogeniczne prowadzi do szybszego zmniejszenia masy ciała w porównaniu z innymi interwencjami o charakterze żywieniowym. Również w tym przypadku działa wiele mechanizmów. Wystarczy wspomnieć o dobrze znanym efekcie sytości, na który największy wpływ mają białko i - niewątpliwe - ciała ketonowe, a także o zmniejszeniu wydzielania hormonu głodu - greliny.
3. Dieta ketogeniczna na choroby sercowo-naczyniowe
Żywienie ketogeniczne ma wpływ na kilka czynników powiązanych z ryzykiem rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego. Prowadzi ono między innymi do obniżenia poziomu trójglicerydów i cholesterolu całkowitego we krwi, przy jednoczesnym wzroście poziomu cholesterolu frakcji HDL (popularnie nazywanego dobrym). Liczne obserwacje potwierdzają również, że w następstwie stosowania diety ketogenicznej dochodzi do obniżenie ciśnienia krwi.
4. Dieta ketogeniczna przy nietolerancji węglowodanów
Nietolerancja węglowodanów objawia się w różny sposób: insulinoopornością, cukrzycą typu 2, stłuszczeniem wątroby, zespołem metabolicznym itp. Badania pokazują, że dieta ketogeniczna może przeciwdziałać cukrzycy, a nawet zapobiegać jej powikłaniom u pacjentów, którzy już na nią chorują.
Niestety zdecydowana większość diabetologów nadal zaleca spożywanie podczas każdego posiłku "dobrych węglowodanów", takich jak pełnoziarniste kasze, makarony, pieczywo, warzywa i rośliny strączkowe... Jest to podejście, które nie uwzględnia najnowszych badań i prostej fizjologicznej logiki!
Dieta ketogeniczna jest także skuteczna w przypadku wielu innych dolegliwości, w tym trądziku, chorób neurologicznych, niewydolności oddechowej i nowotworów, na co istnieją liczne dowody naukowe.
5. Dieta ketogeniczna na trądzik
Wiemy, że pokarmy o wysokim ładunku glikemicznym, a także mleko i jego pochodne, zwiększają poziom czynników wzrostu, takich jak IGF-1 (czyli białek biorących udział w mechanizmach naprawy i regeneracji tkanek), które z kolei stymulują rozwój trądziku.
W populacjach stosujących dietę o małym ładunku glikemicznym ta choroba skóry występuje bardzo rzadko. Badanie prowadzone z udziałem mężczyzn dotkniętych trądzikiem wykazało, że po zastosowaniu diety ketogenicznej nastąpiła wyraźna kliniczna i biologiczna poprawa stanu ich skóry. Niestety doradzanie nastolatkom, by przeszli na taką dietę, rzadko spotyka się z ich zainteresowaniem.
6. Dieta ketogeniczna przy chorobach neurologicznych
Dieta ketogeniczna ma pozytywny wpływ na stan pacjentów w przypadku wielu chorób neurologicznych. Dotyczy to wspomnianej już epilepsji, a także bólów głowy i migreny, zaburzeń snu, choroby Alzheimera, choroby Parkinsona, drżenia samoistnego, urazów mózgu, depresji czy zaburzeń ze spektrum autyzmu.
Zarówno ciała ketonowe powstające w wątrobie, które mogą przekraczać barierę krew-mózg, jak i syntezowane w mózgu stanowią doskonały substrat energetyczny, zwiększają wytwarzanie ATP i poprawiają funkcjonowanie mitochondriów. Ograniczają ponadto stres oksydacyjny.
Niedawno wydane książki, takie jak "Grain Brain. Zbożowa głowa", którą napisał amerykański neurolog dr David Perlemutter, czy "GAPS, zespół jelita-mózg", autorstwa dr Natashy Bride-Campbell (angielska neurolożka, która pomogła swojemu synowi cierpiącemu na autyzm za pomocą diety podobnej do ketogenicznej), poświadczają dobrodziejstwa, jakie wiążą się z rezygnacją z węglowodanów w chorobach neurologicznych.
7. Dieta ketogeniczna na raka
W latach 20. ubiegłego wieku niemiecki lekarz i fizjolog Otto Warburg (Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny w 1931 roku) odkrywa, że komórka nowotworowa ma zupełnie inny metabolizm energetyczny niż komórka zdrowa, zużywa ogromną ilość glukozy (nawet 200 razy więcej niż zdrowa!) i rozkłada ją do kwasu mlekowego także w obecności tlenu. Zjawisko to jest znane jako "efekt Warburga".
Ta osobliwa cecha komórki nowotworowej jest wykorzystywana w badaniu obrazowym PET, czyli pozytonowej tomografii emisyjnej, która niewątpliwie posunęła do przodu diagnostykę nowotworów. Badanie to polega na wykonaniu skanu po wstrzyknięciu do organizmu glukozy znakowanej radioaktywnym fluorem: przyczepia się ona do guzów (ich komórki są łase na cukier) i umożliwia lokalizację nowotworów.
W USA dr Walter Longo, gerontolog, wykazał korzystne działanie postu (który umożliwia syntezę ciał ketonowych) w leczeniu raka. W 2014 roku ukazała się książka poświęcona diecie ketogenicznej w leczeniu raka ("Die Ketogene Ernährung Bei Krebs") napisana przez trójkę niemieckich biologów, prof. Ulrike Kämmere oraz dr Christinę Schlatterer i dr. Gerda Knolla.
We Francji pod koniec 2016 roku dr Laurent Schwartz, onkolog, opublikował książkę "Cancer: un traitement simple et non toxique" (Rak, proste i nietoksyczne leczenie), w której przedstawił korzyści wynikające ze stosowania diety ketogenicznej połączonej z jednoczesnym przyjmowaniem dwóch suplementów diety, kwasu alfa-liponowego, przyczyniającego się do zmniejszenia wytwarzania mleczanu przez komórki nowotworowe, oraz hydroksycytrynianu.
Obie książki powstały na podstawie analizy wyników badań naukowych.
Działanie żywienia ketogenicznego przy chorobach nowotworowych
- poziom cukru we krwi pozostaje bardzo niski, co powoduje zagłodzenie komórek nowotworowych, niezdolnych do wykorzystania ciał ketonowych;
- nie dochodzi do nadmiernego wydzielania insuliny, hormonu prozapalnego, który może powodować chroniczny stan zapalny, będący podłożem rozwoju raka, a także chorób degeneracyjnych;
- jedno z ciał ketonowych, kwas beta-hydroksymasłowy, może stać się - podobnie jak jego kuzyn, kwas masłowy (syntetyzowany przez mikrobiotę z włókien pokarmowych) - modulatorem epigenetycznym.
Wiadomo jednak, że efekt Warburga jest odpowiedzialny za wyniszczenie nowotworowe (głębokie pogorszenie ogólnego stanu zdrowia, któremu towarzyszy znaczne wychudzenie), ponieważ w sytuacji, gdy glukoza jest nadmiernie zużywana przez komórki nowotworowe, organizm musi sięgać do swoich rezerw i wykorzystuje w szczególności białka mięśniowe, aby uzupełnić deficyt.
Dieta ketogeniczna, która umożliwia syntezę innego niż glukoza substratu energetycznego i wyróżnia się dużą zawartością tłuszczów, pozwala chorym na nowotwory uniknąć wychudzenia, a nawet przyczynia się do niewielkiego przybrania na wadze.
Obserwacje prowadzone wśród 10 pacjentów z zaawansowanymi nieuleczalnymi nowotworami wykazały, że stosowanie przez zaledwie 28 dni diety ketogenicznej spowodowało w pięciu przypadkach zmniejszenie lub stabilizację zmian chorobowych, co potwierdziło badanie PET. Poziom kwasu 3-hydroksymasłowego we krwi był u tych pacjentów dwa, a nawet trzy razy wyższy niż u pięciu pozostałych uczestników tego eksperymentu.
Wyniki najnowszych badań nad wpływem żywienia ketogenicznego na raka wydają się przekonujące, zwłaszcza jeśli chodzi o zmniejszanie progresji raka żołądka, niektórych guzów mózgu i guzów płuc. Trwają badania mające na celu określenie wpływu diety ketogenicznej także na inne rodzaje nowotworów
- Skąd się wzięły mitochondria?
- Jak powstają ciała ketonowe?
- Jak sprawdzić czy jest się w stanie ketozy?
- Historia diety ketogenicznej
- Co dziś wiemy o diecie ketogenicznej?
- Dieta ketogeniczna na epilepsję
- Odchudzanie za pomocą diety ketogenicznej
- Dieta ketogeniczna na choroby sercowo-naczyniowe
- Dieta ketogeniczna przy nietolerancji węglowodanów
- Dieta ketogeniczna na trądzik
- Dieta ketogeniczna przy chorobach neurologicznych
- Dieta ketogeniczna na raka
