Der "Brain-Effekt" der ketogenen Ernährung

Der „Brain-Effekt“ der ketogenen Ernährung

 

Der Gehirnstoffwechsel

 

Um zu verstehen, inwiefern die therapeutische Ketose den Gehirnstoffwechsel beeinflusst, müssen wir uns zunächst einmal mit den physiologischen Prozessen dieser Struktur auseinandersetzen. Als brain-metabolism (Hirn-Stoffwechsel) bezeichnet man alle biochemischen Reaktionen im Gehirn, für diesen „Hirn-Stoffwechsel“ benötigt das menschliche Gehirn etwa ein Fünftel des gesamten Sauerstoffes, den der Organismus aufgenommen hat. Wenn wir nun bedenken, dass die durchschnittliche Gehirnmasse lediglich ein Fünfzigstel der gesamten Körpermasse ausmacht, dann ist dieser Anteil enorm hoch. Der durchschnittliche Energieumsatz eines erwachsenen Menschen beträgt rund zwanzig Watt. Bei diesem Energieumsatz muss unser Gehirn, anders ausgedrückt, pro Minute in etwa 7 mmol Adenosintriphosphat (ATP) synthetisieren.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Das ATP (Adenosintriphophat)

 

Dabei spielt das ATP im Hirn-Stoffwechsel eine ganz wichtige Rolle. ATP ist ein Nukleotid, genauer genommen handelt es sich dabei um das Triphosphat des Nucleosids Adenosin. Es ist für den Menschen von essenzieller Bedeutung, denn ATP ist der universelle Energieträger der Zellen und gleichzeitig auch ein wichtiger Parameter und Regulator, der den energieliefernden Prozessen zugrunde liegt. Kurz gesagt, ohne ATP keine Energie und ohne Energie kein Leben. Für alle Prozesse in unseren Zellen, unabhängig davon, ob es sich dabei um biochemische, chemische, osmotische oder mechanische Arbeit handelt, wird die Energie über das Molekül ATP bereitgestellt. Bereits hier setzt die therapeutische Ketose an, denn sie verändert das gesamte ATP-Verhältnis unserer Zellen zugunsten dieser.

 

Der Herzmuskel nutzt Fettsäuren als Brennstoff

 

Es ist doch interessant, dass unser Herzmuskel tatsächlich nicht etwa Glukose als Brennstoff nutzt, sondern Fettsäuren. Diese Fettsäuren werden über den Weg der sogenannten Beta-Oxidation in den unzähligen Mitochondrien abgebaut. Bei einer hohen Belastung des Herzmuskels können erstaunlicherweise bis zu 60% der Energie aus der Oxidation von Lactat gewonnen werden.

 

Der Regelmechanismus des ATP

 

Intrazellulär fungiert die ATP-Konzentration als eine regulierende Größe, denn ein Absinken unter 4-5 mmol/l aktiviert energieliefernde Reaktionen, das Übersteigen des Schwellenwerts hingegen führt zu einer Energiespeicherung, dabei sind jedoch Kohlenhydrat- und Proteinspeicher nur begrenzt verfügbar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Der ATP-Umsatz

 

Bei einem durchschnittlichen Erwachsenen beträgt die menge an ATP, die jeden Tag im Organismus auf- und abgebaut wird, etwa seiner halben Körpermasse (!). An einem Beispiel erläutert bedeutet dies, dass ein 80 kg schwerer Mann etwa 40 kg ATP am Tag umsetzt, dies entspricht in etwa 78,8 mol).

 

Was passiert bei einem Glukosemangel?

 

Die Glykogenspeicher (Speicherform der Glukose) des Gehirns sind relativ marginal, dies zeigt sich dadurch, dass eine Unterbrechung der Durchblutung infolge von Sauerstoff- und Glukosemangel innerhalb von wenigen Sekunden bereits zur Bewusstlosigkeit führt. Theoretisch kann man davon ausgehen, dass die Hirnfunktion lediglich für weniger als 5 Minuten aufrechterhalten werden kann.

 

Sowohl das Fasten als auch die Ketose verändern die Plasma-Glucose-Konzentration

 

Durch ein längerandauerndes Fasten kommt es für den gesamten Zeitraum zu einer Verminderung der Plasma-Glucosekonzentration. Sobald diese Verminderung einsetzt, ist unser Organismus in der Lage, auch andere Substrate zu verstoffwechseln: Ketonkörper. Insbesondere die zwei Ketone Acetoacetat und das Beta-Hydroxybutyrat werden nun hier verstoffwechselt und diese können sogar bis zu 50% die Aufnahme von Glucose ersetzten. Der Rest wird über die Gluconeogenese abgedeckt. Die Gluconeogenese ist die Neubildung von D-Glukose in den Hepatozyten unserer Leber. Damit aber Glucose durch Ketone ersetzt werden kann, muß die Plasmakonzentration der Ketone im Körper ansteigen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Der Beweis dafür, dass die Ketose ein absolut physiologischer Vorgang ist

 

Ich erinnere mich nur zu gut an diverse Diskussionen, die ich im Rahmen meiner Tätigkeit im Krankenhaus mit Medizinern führen durfte. Immer wieder musste ich feststellen, dass es dabei Menschen gibt, die die physiologische Ketose als pathologisch bezeichneten und dabei diese mit der lebensgefährlichen Ketoazidose gleichsetzten. Selbst eine Biologin am Lehrinstitut für Gesundheitsberufe war völlig erstaunt, als ich ihr erklärte, dass dies mein bevorzugter Stoffwechselweg dargestellt. Ich bringe an dieser Stelle immer wieder ein Argument ins Spiel, welches meinen Gegenüber schier sprachlos werden lässt. Denn, Neugeborene befinden sich sehr oft in einer Ketose. Es liegt dabei auch eine erhöhte Ketonen-Plasmakonzentration vor und der Grund hierfür ist die Tatsache, dass die Muttermilch einen relativ hohen Fettgehalt aufweist. Es ist ein ganz natürlicher Vorgang, der von Mutter Natur durchaus gewünscht ist. Übrigens, bei vielen Menschen ist dies das letzte Mal, dass sie in Ketose sind – es sei denn, es wird gefastet oder man ist eben überzeugter Ketarier. Ich möchte noch erwähnen, dass bei diesen Säuglingen auch Ketonkörper herangezogen werden, um den Hirnstoffwechsel aufrechtzuerhalten.

 

Sowohl die Glucose als auch die Ketone werden aus dem Blutplasma heraus in die Nervenzellen aufgenommen. Sie passieren die physiologische Blut-Hirn-Schranke mit Hilfe von sogenannten “Carriern“ im Endothel der Hirnkapillaren. „Carrier“ sind spezielle Transport-Proteine (Membranproteine), die in der Lage sind, benötigte Substrate durchzuschleusen. In unserem Fall schleusen sie die drei Ketonkörper durch die die Blut-Hirn-Schranke. Der Carrier der hierfüg verantwortlich ist, wird als Glut1 bezeichnet. Sobald dann diese Hürde überwunden wurde, gelangen die Substrate über die Membranen der Nervenzellen unter Zuhilfenahme des Carriers Glut3 in die Zelle und dort werden sie dann verstoffwechselt.

 

Soviel zum Hirn-Stoffwechsel im Rahmen der therapeutischen Ketose. Doch inwiefern kommt es nun zum besagten „Brain-Effekt“?

 

Der „Brain-Effekt“

 

Der „Brain-Effekt“ der therapeutischen Ketose ist durch verschiedene Parameter gekennzeichnet:

 

→ Schnellere Bereitstellung von Energie bedingt durch die Präsenz der Ketonkörper. Eine beschleunigte Bereitstellung von Energie bedeutet gleichzeitig auch, dass prozessbedingt mehr Energie im gleichen Zeitraum zur Verfügung steht.

 

→ Die therapeutsiche ketose führt zu einer deutlich besseren ATP-Versorgung im Gehirn.

 

→ Da im Gegensatz zum konventionellen Glucose-Stoffwechsel der oxidative Stress verringert wird, gibt es auch deutlich weniger freie Radikale. Der Grund hierfür ist die Tatsache, dass Ketone sozusagen wesentlich sauberer verstoffwechselt werden können, als die Glucose.

 

→ Ein weiterer Effekt ist die verbesserte Verbrennung von Fett. Wenn Energie aus Fetten erzeugt wird, dann bedeutet dies, dass dies viel schneller passiert, als es bei der Glucose der Fall ist. Veranschaulicht: Ketone können in weniger als 5 Schritten zu Energie umgewandelt werden, bei der Verstoffwechslung von Kohlenhydrate muss unser Organismus bis zu 23-25 einzelne Schritte (je nach Literatur) durchlaufen, um zum gleichen Ergebnis zu kommen. Sowohl das menschliche Gehirn als auch unsere gesamte Muskulatur können Ketone aus dem Fettstoffwechsel wesentlich schneller umsetzen. Ketone sind hydrophil Substrate und dies bedeutet, dass sie wasserlöslich sind und über das Blut transportiert werden können. Die Fette, die herangezogen werden um die Ketone zu bilden, können entweder über die Nahrung aufgenommen werden, oder sie stammen aus den eigenen Fettdepots.

 

Brain-Fog

 

Als „Brain-Fog“, also „Hirn-Nebel“ bezeichnet man jenen begrenzten Zeitraum, indem der Körper das erste Mal vom Kohlenhydrat-Stoffwechsel in den Ketonkörper-Stoffwechsel umsteigt. Dieser Prozess ist auch als „Lowcarb-Flu“ bekannt, der Wechsel kann sehr „holprig“ sein und nicht selten können sehr unangenehme Begleiterscheinungen beobachtet werden: Nausea (Übelkeit), Emesis (Erbrechen), Unwohlsein, Unruhe und Kopfschmerzen. Dies kann einige Tage dauern, liegt doch der letzte Keton-Zyklus bei den meisten Menschen Jahre bis Jahrzehnte zurück. Doch wenn die Brain-Fog-Phase erst einmal überwunden wurde, dann stellt sich auch der Brain-Effekt der Ketose ein und man profitiert in vollen Zügen von den Vorteilen, einer keto-adaptierten Ernährungsweise.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Quellennachweis/Literaturverzeichnis:

 

Das Handbuch der ketogenen Ernährung, Fabrizio P. Calderaro, 

ISBN: 9783960500711, Franzius Verlag Bremen 2017

http://www.nature.com/ejcn/journal/v67/n8/full/ejcn2013116a.html#aff1
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0018604#s3
http://www.coconutketones.com/pdfs/Veech%202004_therapeutic_implications.pdf

 

 

 

 

 

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