Ketone: metabolisch flexibel, fit und leistungsfähig - ein Leben lang!

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Ketone: metabolisch flexibel, fit und leistungsfähig - ein Leben lang!
25.02.19

  Ketone:
  metabolisch flexibel, fit
  und leistungsfähig –
  ein Leben lang!
  Dipl. oec. troph.
  Ulrike Gonder

Freie Wissenschaftsjournalistin & Autorin, mail@ugonder.de, Blog: www.ugonder.de, Web: https://ulrikegonder.de
       Fotos: lizensierte adobestock-Fotos, private Fotos und Grafiken aus den zitierten Studien/Webseiten

  Die hier gemeinten Ketone
                                                       § alternative Energielieferanten
  (= Ketonkörper)                                      § effiziente Energielieferanten
                                                       § schützen die Zellkraftwerke
                                                         (Mitochondrien)
                                                       § Baustoffe für neue Hirnstrukturen:
                                                         dienen der Bildung von Cholesterin und
                                                         gesättigten Fettsäuren direkt vor Ort
                                                       § sehr wichtig für die Isolation und
                                                         Funktion der „Stromleitungen“ (Bildung
                                                         von Myelin und Synapsen)!
                                                       § antientzündlich & nervenschützend
                                                       § steigern die Bildung des Nerven-
                                                         Wachstumsfaktors BDNF (= Brain Derived
  Brennstoff, aber auch                                  Neurotrophic Factor)
  Baustoff und Signalgeber!!!                          § ....

                                                                                                                       1
Ketone: metabolisch flexibel, fit und leistungsfähig - ein Leben lang!
25.02.19

               Wann Ketone gebildet werden können
§    bei Neugeborenen                                       Wo?
§    in Schwangerschaft und                                 in den Zellkraftwerken
     Stillzeit                                              (Mitochondrien)
                                   §   ketogene Ernährung    ü Leber:
§    während der Wehen
                                   §   MCTs                    Hepatozyten
§    bei anderen
                                   §   Kokosöl               ü Darm:
     ausdauernden und                                          Enterozyten
     bei intensiven körperlichen   §   Keton-Supplemente
                                                             ü Niere:
     Anstrengungen                                             Epithelzellen
§    beim Fasten / Hungern                                   ü Gehirn:
§    im alternden Gehirn           §   Insulinmangel           Astrozyten

    Was ist metabolische Flexibilität?
    … die Fähigkeit des Stoffwechsels, sich an wechselnde innere und
    äußere Bedingungen und Anforderungen optimal anzupassen …

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Ketone: metabolisch flexibel, fit und leistungsfähig - ein Leben lang!
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1. und 2. Trimester: die Schwangere lagert Fett ein …

    … und bildet bei Bedarf sehr leicht Ketone.

                … Die unbeschränkte und schnelle Ankunft von
                Ketonen des mütterlichen Kreislaufs beim Fötus ist
                eine lebenswichtige Anpassung: Sie garantiert die
                embryonale Hirnentwicklung auch bei
                Nährstoffdefiziten. …

                                                                           3
Ketone: metabolisch flexibel, fit und leistungsfähig - ein Leben lang!
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           3. Trimester: Die Schwangere baut Fett ab!

Jetzt muss das Baby ein Pfund „Speck“ einlagern – um
u.a. die Ketonbildung nach der Geburt sicherzustellen!

                                        Mütterlicher Fettstoffwechsel:
                                        Umschalten im letzten Trimester
                                        Schwangere
                                        § vermehrte Lipolyse:
                                           liefert Fettsäuren und Glycerin
                                        § Glukoneogenese aus Glycerin:
                                           liefert Glukose
                                        § leichte Ketogenese: liefert ggfs. Ketone
                                        § parallel zum Glukosetransport

                                                    Ungeborenes
                                                    § vermehrte Fetteinlagerung für spätere
                                                      Ketonbildung und als DHA-Reservoir
                                                    § Fettsäuren aus Glukose und Ketonen
                                                    § Cholesterin für Zellmembranen
                                                      aus Ketonen und Glukose
                                                    § Ketone, Fettsäuren und Glukose sind
                                                      Bau- und Brennstoff

  Grafik: Keto-Kompass, systemed 2018

                                                                                                    4
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Ketone sind auch Baustoffe:
für Fettsäuren & Cholesterin!

                                      § Zellmembranen
                                      § Myelin

              Wir kommen in Ketose zur Welt

bis 1,5
mmol/l

                                            bis 3
                    Wir gebären in Ketose   mmol/l

                                                              5
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Metabolische Flexibilität: Crash-Diät ab dem ersten Atemzug

                                                   Unsere erste
                                                     natürliche
                                                      Nahrung:
                                                    fördert die
                                                  Ketonbildung

                                                           ketogen:
                                                      > 55 en% Fett
                                                    16 – 18 % MCTs

                                                        aber auch:
                                                        7 g Zucker

                                                                            6
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              Körpergewicht - Hirngewicht - Energieverbrauch

bezogen auf
die Mager-
masse sogar
13,4 %

                                              NUR
                                         Menschenbabys
                                           sind „dick“

     Babyspeck
     = Energiereserve
     = DHA- und Arachidonsäure-Reserve
     = Fettdepot für die Ketonbildung

                                                                     7
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        »Gäbe es ß-Hydroxybutyrat und Acetoacetat nicht,
      um das Gehirn mit `Brennstoff` zu versorgen, wären wir,
              Homo sapiens, wohl nicht hier!«           George Cahill

BHB-Spiegel im Blut unter Hungerbedingungen

                                                                              8
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                         Wann wie viele Ketone entstehen
Strategie / Auslöser               erreichbare          Strategie / Auslöser       erreichbare
                               Ketonwerte im Blut                              Ketonwerte im Blut
                                 (mmol BHB/l)                                    (mmol BHB/l)
Koffein                             0,2 – 0,3           klassische ketogene
Kokosöl                             0,3 – 0,5           Diät                              2–6
MCT-Öle                             0,3 – 1,0           Hungern / Fasten                   2-7
anstrengende                                            Nachtfasten                   0,1 – 0,3
körperliche
Aktivitäten
- Sport                                 0,3 – 0,5       Ketoazidose                gefährlich!!!
- Wehen / Geburt                        0,5 – 3,0       krankhafte(!)
- intensiver Sport                      2,5 – 3,5       Übersäuerung                    10 - 25
       modif. n. Newport, 2019, Phinney & Volek, 2012

                                                                               § je insulinresistenter
                                                                               § je adipöser
                                                                               § je kränker
             § Übergewicht!
                                                                                 (z. B. MS, Typ-2-
             § Herz-Kreislauf-                                                   Diabetes)
               Erkrankungen!
             § Diabetes mellitus!                                              § umso unflexibler
             § Gestationsdiabetes                                                der Stoffwechsel
             § Krebs
             § ...

                                                                                  z. B.: Gastaldelli, A, Clin Sci
                                                                                  2017;131:2701-2704,
                                                                                  Mähler, A et al., PLOS one
                                                                                  2012;7:e43675

                                                                                                                          9
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                                             Leberzelle                                                       Neuron

                                                                  Fettzelle                        Astrozyt
                                         Fasten /
                                         Anstrengung

                                                          Essen                                    Darm

Mattson, MP et al., Nature Reviews Neuroscience 2018;19:81-94

      Ernährung und Bewegung:
      lange untrennbar miteinander verbunden
                               Sammeln, Graben, Jagen, Zubereiten,
                                          Transportieren, Tanzen –
                                             dann wieder „Chillen“
                  Neandertaler

                        § härteste Lebensbedingungen
                          (vier Eiszeiten)
                        § kräftige Knochen, muskulöse
                          Körper
                        § ca. 1,60 m groß, 80 kg Gewicht
                        § ca. 1.700 ml (!) Gehirnvolumen
                        § ca. 4.000 kcal/Tag
   Richards, M et al., PNAS 2000;97:7663-7666, Leonhard, WR: Scientific American 2003;13:S.62-71

                                                                                                                            10
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                                                          Haben wir unsere metabolische Flexibilität verloren?
                                                                   Lebensstil der Jäger und                               „moderner“, bewegungsarmer
                                                                          Sammler                                                 Lebensstil
Freese, J et al., F1000Research 2017;6:1787

                                                       Der heutig häufige Lebensstil limitiert unsere metabolische Flexibilität …. Wenn wir den „Hungermodus“ sowie
                                                          „Jagen und Sammeln“ mithilfe von periodischem Fasten, Fasten-imitierenden Diäten wie der ketogenen
                                                          Ernährung sowie körperliche Aktivitäten nicht bewusst in unser tägliches Leben integrieren, gehen diese
                                                                                        (nützlichen) Stoffwechselprogramme verloren.

                                                                                                           § Ketolyse-Fähigkeit =
                                                             eit

                                                                                                             metabolische
                                                          igk

                                                                                                             Flexibilität
                                                       Fäh

                                                                                                             wiederherstellen!
                                                    se-

                                                                   KH-reiche Kost
                                                 oly
                                              Ket

                                                                                                                ü Fasten / IF / über
                                                                                                                  Nacht
                                                                                                                ü MCT / Kokos
                                                                                                                ü ketogene Ernährung
                                                                                                                  (phasenweise)
                                                                                                                ü Sport / Bewegung

                                                                                                                                                                           11
25.02.19

Bei üblicher Ernährung bekommen die Ketone keine Chance

     Ketone im alternden Gehirn: Hilfe zur Selbsthilfe!
             Zeitfenster für   Progression   Symptome
              Prävention        aufhalten     mildern

                                                               12
25.02.19

 Ohne Fett(reserven) liegen bald die Nerven blank!

Integrität der weißen Substanz im Gehirn weiblicher Mäuse:
             Myelinisierung sinkt mit dem Alter

                     reproduktions-   eingeschränkt repro-   nicht mehr repro-    alte
                     fähige              duktionsfähige       duktionsfähige     Tiere

                                                                                         27
                  Klosinski, LP et al., EBioMedicine 2015;2:1888-1904

                                                                                                   13
25.02.19

ß-Hydroxybutyrat im Hippocampus (Kurzzeit-Gedächtnis)
       weiblicher Mäuse steigt mit dem Alter an

                                                                                                                    Wechseljahre bei Frauen:
ß-Hydroxybutyrat im Hippocampus

                                                                                                                    § Nachlassen der
                                                                                                                      Östrogenproduktion
                                  (mmol/µg Protein)

                                                                                                                    § Zuckerverwertung in
                                                                                                                      AD-relevanten
                                                                                                                      Hirnregionen sinkt

                                                                                                                    § korreliert mit
                                                                                                                      kognitiven
                                                                                                                      Beeinträchtigungen
                                                            reproduktions-   eingeschränkt   nicht mehr      alte
                                                            fähige             reprodukt-    reprodukt-     Tiere
                                                                               ionsfähige    ionsfähige                 Mosconi, L et al., PLOS one
                                                                                                                           2017;12(10):e0185926

                                                      Klosinski, LP et al., EBioMedicine 2015;2:1888-1904

                                                               Können Ketone dabei helfen, die Energieversorgung des
                                                               Gehirns im späteren Leben zu retten?
                                                               Implikationen für die Hirngesundheit beim Älterwerden
                                                               und zur Behandlung der Alzheimer-Demenz

                                                                                                                                                           14
25.02.19

Ketone werden konzentrationsabhängig vom Gehirn zur
Energieversorgung genutzt: Gesunde und AD-Patienten

         ß-Hydroxybutyrat                        Anteil der Ketone am
         im Plasma                           Energieverbrauch des Gehirns
           ca. 0,1 mmol/l                                     ca. 5 %
                1 mmol/l                                    10 – 15 %
           5 – 7 mmol/l                                     50 – 65 %
         ab 7 – 8 mmol/l                                      > 75 %

              modif. n. Cunnane, SC et al.: Ann N Y Acad Sci 2016, doi: 10.1111/nyas.12999

                           Gesunde ältere Menschen

                                             Blut                                            Gehirn
                                                                  Pull: Aufnah-
                                                                  me ins Gehirn
                                             Glukose
                                                                  abhängig von               Brennstoff-
                                                                  Zell-Aktivität             versorgung
                                                                                             ausreichend
                                                         Push: Verfügbar-
                                         Ketone
                                                         keit im Blut be-
                                                         stimmt Aufnahme
                                                         ins Gehirn

                             Alzheimer-Patienten (milde Form)

                                             Blut                                            Gehirn
                                                               Pull: Aufnahme
                                                               ins Gehirn sinkt
                                             Glukose           mit sinkender                 ungenügende
                                                               Zell-Aktivität                Brennstoff-
                                                                                             versorgung
                                         Ketone          Push: Aufnahme
                                                         ins Gehirn weit-
                                                         gehend intakt

                                                                                                                15
25.02.19

      Schließen der „Energie-Lücke“ mithilfe von Ketonen
                                        kognitiv   kognitiv   MCI    MCI +    MCI +
                                        normale    normale    kein   30 g     45 g
                                        Jüngere    Ältere     MCT-Öl MCT-Öl   MCT-Öl
                                                                                     „Energie-Lücke“
                                                                                     im Gehirn: % im
Kognitive
                                                                                     Vergleich zu
Fähigkeiten =
                                                                                     jungen Menschen
höhere
Hirnleistungen

MCI = minimale
kognitive
Beeinträchtigung

                   „Energie-Lücke“
                   im Gehirn
                                                                               Vortrag von Prof. Stephen Cunnane, 8. März 2018

                               Prävention: maßvolle Ketose
                               So essen, dass man nach den Mahlzeiten gut gesättigt und
                               lange satt ist – plus Nahrungspausen und Kokos-/MCT-Öl

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                                                                                                                                      16
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(Wieder) aktuell, weil es die metabolische Flexibilität fördert:
                  (Intermittierendes) Fasten

   1. steigert die         Vorteile des Fastens                        7. stimuliert die
      Fettverbrennung                                                      Entwicklung von
   2. fördert die                                                          Stammzellen
      Ketonbildung                                                         (dienen u.a. der
   3. mindert                                                              „Reparatur“ von
      Entzündungen                                                         Organen)
   4. entlastet das                                                    8. verbessert die
      Verdauungs-                                                          Wirksamkeit der
      system                                                               Hormone Insulin
   5. stimuliert das                                                       und Leptin
      zellinterne                                                      9. verringert das
      Recycling                                                            Risiko für
      (Autophagie)                                                         chronische
   6. verbessert die                                                       Erkrankungen
      Gen-Reparatur                                                    10. verbessert die
                                                                           Hirngesundheit
            modif. n.: Dr. Jockers „Fasting Transformation Quickstart Guide“ 1/2019

                                                                                                   17
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                                                                                     Entscheidend:

                                                                                     Der Wechsel, das Hin-
                                                                                     und Herschalten

                                                                                     Erhält die Flexibilität
                                                                                     des Stoffwechsels

                                                                                     Nützt dem ganzen
                                                                                     Körper auch, dem
                                                                                     Gehirn!

                                                                … Dieses Umschalten des Stoffwechsels auf einen
                                                                anderen Brennstoff wird von zellulären und
                                                                molekularen Anpassungsvorgängen der
                                                                neuronalen Netzwerke in unserem Gehirn
                                                                begleitet, die ihre Funktionalität steigern und ihre
                                                                Resistenz gegenüber Stress, Verletzungen und
                                                                Krankheiten stärken. …

Mattson, MP et al., Nature Reviews Neuroscience 2018;19:81-94

                                                                                                                            18
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 Sich auch mal der Kälte aussetzen
                        … und der Dunkelheit
 Kälte
 § fördert die Lipolyse
 § fördert die Ketogenese
 § fördert die Wärmebildung (Entkopplung,
     braunes Fettgewebe)

 Dunkelheit
 § fördert die Ketogenese
 § Autophagie, Regeneration, Wachstum, …

 à mehr Glukagon und weniger Insulin
 à Ketogenese

Ab und zu mal so richtig auspowern

   Erst anstrengen …
   § Ausdauer
   § Myokine
   § Endorphine

   … dann regenerieren!
   § Muskeln wachsen
   § Fettverbrennung bleibt hoch

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Hat die Geschichte Haken?

 § Daten überwiegend aus
   Zell- und Tierversuchen
 § wenige Humanstudien
 § Fastenstudien oft ohne
   Ketonwerte etc.
 § viele offene Fragen
       o Zusammenhänge mit
         circadianer Rhythmik
       o Unterschiede Fasten /
         ketogene Ernährung
       o optimale Fastenregime
       o …

   Was können wir heute schon mit diesem Wissen anfangen?

   §    Metabolische Flexibilität (MF) ist Teil unserer „Natur“
   §    MF hat unsere Evolution mit ermöglicht
   §    MF ist bis heute wichtig, von der Geburt bis ins hohe Alter
   §    MF hilft uns, körperlich und mental gesund zur bleiben/werden

   § Metabolische Flexibilität ist ein wichtiger Schlüssel für
     Gesundheit, Leistungsfähigkeit und Lebensqualität
   § Ketone gehören dazu

                                                                             20
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          „Es ist nicht der Stärkste einer Spezies,

      der überlebt, auch nicht der Intelligenteste,

                     sondern der, der sich am besten

                  an den Wechsel anpassen kann.“

                                   Charles Darwin

                              (zitiert nach Freese et al, 2017)

Wer mehr wissen will …
                                § Ärztefortbildung, 4./5. Mai 2019,
                                  Praxis Dr. Karner, Freiburg
                                Ø eMail an: mail@ugonder.de

                                § Fortbildung für Ernährungs-     § Online Ausbildungskurs:
                                  fachkräfte, 24. Mai 2019,         Keto-Coach (Tulipan / Pfeifer)
                                  Hamburg                         Ø Infos: www.lchf-deutschland.de
                                Ø Infos: www.essteam.de
                                                                  § KetoLive Conference, 10. - 14.
                                § Fortbildung für Ernährungs-       Juni 2019, Bergün (CH)
                                  fachkräfte, freiraum, Geich     Ø Infos: siehe KetoLive-Flyer
                                  23. August 2019
                                Ø Infos unter: www.freiraum-      § Fach- und Praxis-Symposium,
                                   seminare.de                      21./22. September 2019,
                                                                    Würzburg
                                                                  Ø Infos: u.kaemmerer@uni-
                                                                     wuerzburg.de

    https://ulrikegonder.de

                                                                                                          21
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