Dein Gehirn auf Ketone

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Die moderne Verschreibung von kohlenhydratreichen, fettarmen Diäten und dem Verzehr von Snacks zwischen den Mahlzeiten fiel mit einer Zunahme von Fettleibigkeit, Diabetes und einer Zunahme der Inzidenz vieler psychischer Gesundheitsstörungen einschließlich Depression, Angstzuständen und Essstörungen zusammen. Darüber hinaus sind viele dieser Störungen die Bevölkerung in jüngerem Alter. Während die meisten Menschen zustimmen würden, dass Ernährung viel mit der Entwicklung von Fettleibigkeit und Diabetes zu tun hat, würden viele nicht zustimmen, dass das, was wir essen, viel mit unserer psychischen Gesundheit und unserem Ausblick zu tun hat. Ich glaube, dass das, was wir essen, viel mit der Gesundheit unserer Gehirne zu tun hat, obwohl natürlich Geisteskrankheiten (wie körperliche Krankheiten) multifaktorielle Ursachen haben, und keinesfalls sollten wir die Bedeutung des Angehens aller Ursachen in jedem Individuum verringern. Aber lassen Sie uns das Gegenteil des modernen kohlenhydratreichen, fettarmen, konstanten Snack-Lebensstils untersuchen und wie dies das Gehirn beeinflussen könnte.

Das Gegenteil eines fettreduzierten Lebensstils wäre der Lebensstil, den unsere Vorfahren für Zehntausende von Generationen gelebt haben, den Lebensstil, für den unsere Gehirne in erster Linie entwickelt werden. Es scheint vernünftig, dass wir längere Zeiträume ohne Essen hatten, entweder weil es keine gab, oder wir waren beschäftigt, etwas anderes zu tun. Dann würden wir diesen Zeitraum mit einer Mahlzeit aus gesammelten pflanzlichen und tierischen Produkten verfolgen, wobei wir vorzugsweise das Fett auswählen würden. Während des Tages haben wir vielleicht ein Stück Obst oder Grünzeug gegessen, oder eine Maische, die wir ausgegraben haben, aber alles Füllende oder Kalorienreiche (wie eine stärkehaltige Knolle) müßte getötet, geschlachtet und / oder sorgfältig vorbereitet werden Essen. Glücklicherweise haben wir ein hervorragendes System von Treibstoff für Zeiträume des Fastens oder kohlenhydratarmen Essens, unser Körper (und Gehirn) kann leicht vom Verbrennen von Glukose zum Verbrennen, was Ketonkörper genannt werden, wechseln.

Es ist wahr, dass einige Teile einiger Gehirnzellen nur Glukose verbrennen können, aber glücklicherweise können unsere Körper Proteine ​​durch einen Prozess, der als Glukoneogenese bekannt ist, in Glukose umwandeln. Diese Tatsache bedeutet, dass, während es wesentliche Anforderungen für Fett oder Protein gibt (was bedeutet, dass wir sterben würden, ohne zumindest etwas Fett und zumindest etwas Protein zu essen), können wir glücklich leben, während wir überhaupt keine Kohlenhydrate verbrauchen. Das heißt nicht, dass es keine Nachteile oder Nebenwirkungen bei einer sogenannten "Null-Kohlenhydrat-Diät" gibt, aber es wird nicht die massiven Gesundheitsprobleme und den Tod verursachen, die Null Fett oder Null Protein verbrauchen würden.

Alle von uns, die metabolisch gesund sind, werden sich in eine gewisse Menge Ketose versetzen, typischerweise über Nacht, während wir schlafen. Wenn dein Atem beim Aufwachen etwas unruhig ist und dein Urin ein wenig stark riecht, kannst du gut in Ketose sein, die, außer du bist ein schlecht kontrollierter Diabetiker (eine andere Art von pathologischer Ketose tritt bei unkontrolliertem Diabetes auf), ist in Ketose am Morgen ist ein gutes Zeichen für einen gesunden Stoffwechsel. Was bedeutet Ketose für das Gehirn, und warum wäre es vielleicht gesünder als unser normaler alter Kohlehydrat-Stoffwechsel? Und hat die kohlenhydratreiche, fettarme Diät des ständigen Naschens einen Preis für unser Gehirn, indem sie uns regelmäßigere und tiefere Ketose-Anfälle raubt?

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Ketogene Diäten, die sehr reich an Fett und wenig Kohlenhydrate und Eiweiß sind, wurden für Anfälle für eine lange Zeit vorgeschrieben. Die tatsächlichen Forschungsdiäten, die in der Vergangenheit verwendet wurden, waren ziemlich trostlos und schienen mit viel Sahne zu essen und viel Mayonnaise zu essen (vorgefertigte ketogene Formeln sind alptraumhafte Kombination von Omega 6 Samenölen und Maisfeststoffen). Bei Johns Hopkins wurden pädiatrische Patienten für 48 Stunden schnell ins Krankenhaus eingeliefert und dann Eierlikör (abzüglich des Rums und des Zuckers, vermute ich) gegeben, bis die Ketose erreicht war (normalerweise dauerte es etwa 4 Tage). Darüber hinaus waren ketogene Diäten kalorienreduziert auf nur 75-90% von dem, was als übliche Kalorienaufnahme eines Kindes angesehen würde, und oft waren sie auch flüssigkeitslimitiert (1)! Wenn wir Sojayöl Mayonnaise sprechen, könnten Sie sehen, wie jemand ziemlich schnell mit Mineralstoffmängeln und Leberproblemen in Schwierigkeiten kommen könnte.

Um "trostlos" zu verstehen, zeigten einige der neuesten Forschungen, dass ein "modifiziertes Atkins-Protokoll" genau so gut wie die klassische ketogene Diät und so viel befreiender war, da die Patienten täglich bis zu 10 Gramm Kohlenhydrate erhielten begann nicht mit dem Fasten, und sie waren nicht kalorienreduziert (2) (3). Während die klassische ketogene Diät 4: 1: 1 Fett zu Eiweiß vergoss. Wenn Sie mittelkettiges Triglyceridöl (MCT) für 50% Ihrer Kalorien verwenden (müssen Sie es langsam hinzufügen, um Erbrechen, Durchfall und Krämpfe zu vermeiden!), Können Sie die Kohlenhydrate und Proteine ​​auf 1,2: 1: 1 Fett erhöhen : carb: protein und erhalten immer noch die gleiche Anzahl an magischen Ketonen im Umlauf. Und während "MCT Öl" gut und lecker klingt, wenn es um herrliche Kokosnussmilch geht, sieht dieses MCT Öl 100 Prozent Pure 32 fl.oz nicht ganz so appetitlich aus, besonders wenn das die Hälfte dessen ist, was Sie auf absehbare Zeit essen Zukunft (4). Sie können sehen, warum Forscher ketogene Diäten (besonders die ursprünglichen Versionen) als extrem schwierig und unappetitlich ansehen (sie waren), während erfahrene Low-Carbs (die eine etwas andere Vorstellung haben, was eine ketogene Diät ist) diese Haltung lächerlich finden werden besonders, wenn Sie eine ketogene Diät mit den Nebenwirkungen einiger Antiepileptika vergleichen.

So sieht es aus wie modifizierte Atkins (sehr sehr Low-Carb, aber nicht Null-Carb) und ein Übergewicht von MCT ist das gleiche, Keton-weise, für das Gehirn als die klassische ketogene Diät. Und was bedeutet es, ein ketogenes Gehirn zu haben? Lassen Sie uns Neurotransmitter und Gehirn-Energie genauer untersuchen. Insbesondere Glutamat und GABA (5).

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GABA ist der wichtigste inhibitorische Neurotransmitter im Nervensystem von Säugetieren. Es stellt sich heraus, dass GABA aus Glutamat besteht, das gerade der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter ist. Sie brauchen beide, aber wir scheinen Probleme zu haben, wenn wir zu viel Glutamat haben. Zu viel Aufregung im Gehirn bedeutet Neurotoxizität, deren äußerste Manifestation Anfälle sind. Aber so unterschiedliche neurologische Erkrankungen wie Depressionen, bipolare Störungen, Migräne, ALS und Demenz wurden in irgendeiner Weise mit Neurotoxizität in Verbindung gebracht.

Glutamat hat mehrere Schicksale, ähnlich wie unser alter Freund Tryptophan. Es kann GABA (inhibitorisch) oder Aspartat (exzitatorisch und im Übermaß neurotoxisch) werden. Ketogene Diäten scheinen Glutamat eher zu GABA als zu Aspartat zu machen. Niemand weiß genau warum, aber ein Teil des Grundes hat damit zu tun, wie Ketone metabolisiert werden, und wie Ketose die Verwendung von Acetat begünstigt (Acetoacetat ist schließlich einer der Ketonkörper) für Treibstoff. Acetat wird zu Glutamin, einer essentiellen Vorstufe für GABA.

Was verwirren kann, ist, dass es im Gehirn eine Vielzahl von theoretischen Vorteilen für eine ketogene Diät gibt, und wir sind nicht sicher, welche wichtiger sind. Eine klassische ketogene Diät hatte drei Hauptkomponenten, von denen man annahm, dass sie zu der Antifestwirkung beitragen. Erstens, es war kalorienarm. Nur kalorienrestriktive epileptische Affen (egal welche Makronährstoffverhältnisse) verringern die Anfallshäufigkeit (und erhöhen die Langlebigkeit). Zweitens war es sauer, und die zusätzlichen Protonen selbst konnten protonenempfindliche Ionenkanäle blockieren, oder die Ketonkörper oder Fette selbst könnten die Neuronenmembranen beeinflussen, wodurch sie schwerer erregbar werden. (Für die Biochemiker da draußen scheinen Ketone oder Fette ATP-sensitive K + Ionenkanäle zu beeinflussen, was die Aufrechterhaltung der Hyperpolarisation erleichtert). Drittens senkte es den Glukosespiegel. Und niedrigere Glukose ist mit einer höheren Anfallsschwelle verbunden (das ist gut, man möchte nicht leicht einen Anfall haben!) Und weniger neuronaler Erregbarkeit. Gads. Klingt für mich nicht wie Glukose ist eigentlich der bevorzugte Brennstoff für das Gehirn.

Und jetzt lasst uns wirklich auf die mitochondriale Ebene gehen. Mitochondrien sind die Kraftwerke unserer Zellen, in denen die gesamte Energie produziert wird (als ATP). Jetzt, als ich über biochemisches Treibstoffbrennen unterrichtet wurde, wurde mir beigebracht, dass Glukose "sauber" und Ketone "rauchig" seien. Diese Glukose war eindeutig der bevorzugte Brennstoff für unsere Muskeln zum Trainieren und definitiv der Schlüsselbrennstoff für das Gehirn. Außer hier ist das schmutzige kleine Geheimnis um Glukose, wenn man sich die Menge an Müll in den Mitochondrien anschaut, ist es tatsächlich weniger effizient ATP aus Glukose herzustellen als ATP aus Ketonkörpern herzustellen! Eine effizientere Energieversorgung erleichtert die Wiederherstellung von Membranen im Gehirn in ihren normalen Zustand nach einer depolarisierenden elektrischen Energiewelle und bedeutet, dass Energie mit weniger zerstörenden freien Radikalen erzeugt wird.

Was soll das alles heißen? Nun, im Gehirn ist Energie alles. Das Gehirn benötigt viel Energie, um all diese Membranpotentiale aufrecht zu erhalten, Natrium aus den Zellen herauszudrängen und Kalium in die Zellen zu ziehen. Tatsächlich verbraucht das Gehirn, das nur 2% unseres Körpergewichts ausmacht, 20% unseres Sauerstoffs und 10% unserer Glukosespeicher, um weiter zu laufen. (Einige Zellen in unserem Gehirn sind tatsächlich zu klein (oder haben zu kleine Ranken), um Mitochondrien (die Kraftwerke) aufzunehmen. An diesen Orten müssen wir Glukose selbst (über Glykolyse) verwenden, um ATP zu erzeugen Hauptbrennstoff des Gehirns von Glucose zu Ketonen, ändern wir Aminosäure Handhabung. Und das bedeutet, dass wir die Verhältnisse von Glutamat und GABA ändern. Die besten Antworten auf eine ketogene Diät für Epilepsie enden mit der höchsten Menge an GABA im zentralen Nervensystem.

Eines der Dinge, die das Gehirn im Zaum halten muss, ist die Menge an Glutamat, die in der Synapse hängt. Viel Glutamat in der Synapse bedeutet eine Hirnschädigung oder Krampfanfälle oder niedrige fortdauernde schädliche Exzitotoxizität, wie man es bei Depressionen sehen kann. Das Gehirn summt dahin und benutzt Energie wie ein Verrückter. Selbst ein wenig effizienter Gebrauch der Energie erleichtert es dem Gehirn, das Glutamat zurück in die Zellen zu ziehen. Und das, meine Freunde, ist eine gute Sache.

Lassen Sie es mich so sagen. Muttermilch ist sehr fetthaltig. Neugeborene verbringen Zeit in Ketose und sind daher teilweise ketoadaptiert. Muttermilch ist auch reich an Zucker, aber die Gehirne von Babys sind so groß, dass sie viel mehr Zucker vertragen als wir ausgewachsenen Menschen. Ketoadaptiert zu sein bedeutet, dass Babys Ketonkörper leichter in Acetyl-CoA und Myelin verwandeln können. Ketose hilft Babys, ihr Gehirn zu konstruieren und zu wachsen. (Für diejenigen, die an kleinen Details interessiert sind: Babys sind in milder Ketose, aber sehr junge Babys scheinen Laktat als Brennstoff anstelle von Glukose zu verwenden, und die Verwendung von Laktat fördert auch die gleiche Verwendung von Acetyl-CoA und gibt den Neugeborenen einige der Vorteile der Ketoadaptation ohne schwere Ketose.)

Wir wissen (mehr oder weniger) was das alles für Epilepsie (und Babys!) Bedeutet. Wir wissen nicht genau, was es für alle anderen bedeutet, zumindest im Gehirn. Ketose tritt mit Kohlenhydrat- und Protein-Restriktion, MCT-Öl-Verwendung oder Fasten auf. Einige Leute glauben, dass ketoadaptiert das Ideal ist, andere werden vorschlagen, dass wir entspannter sein können, und essen eine meist niedrige Zuckerdiät mit ein bisschen intermittierendes Fasten hineingeworfen, um uns Zeiten der Ketose zu geben. (Ein Vorbehalt: Ich empfehle kein intermittierendes Fasten für Personen mit einer Essstörung ohne zusätzliche Unterstützung und Rücksichtnahme). Ketose für den Körper bedeutet Fettverbrennung (Hip Hip Hurra!). Für das Gehirn bedeutet das ein geringeres Anfallsrisiko und eine bessere Umgebung für neuronale Erholung und Reparatur.

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Copyright Emily Deans, MD