Ketony Vs Glukoza: Co Lepsze Dla Organizmu?

Ostatnio Zaktualizowane 29 września, 2023 przez Aneta Florczyk

Glukoza, cukier prosty złożony z węgla, wodoru i tlenu (C6H12O6), jest jednym z głównych źródeł energii dla organizmu i jest używana w wielu różnych szlakach metabolicznych w tym celu.

ATP wyprodukowany przez rozkład glukozy może zasilać niemal wszystkie mechanizmy organizmu, które wymagają energii oraz pomaga w oddychaniu komórkowym. Glukoza może wchodzić do organizmu tak jak inne cukry (takie jak fruktoza i laktoza) lub skrobia i przemieszczać się przez krew do tkanek, które jej potrzebują. Istnieje kilka różnych metod produkcji glukozy.

Pierwszą z nich jest glikogenoliza, która jest głównym mechanizmem i rozkłada magazynowany glikogen w mięśniach i wątrobie na użyteczną glukozę. Glukoneogeneza to inna metoda, która produkuje glukozę z źródeł nie węglowodanowych, takich jak laktoza. Ten proces jest głównie wykorzystywany podczas ćwiczeń. Po wyprodukowaniu glukozy, transportowana jest do innych obszarów organizmu i dalszy rozkład w procesie glikolizy w celu produkcji ATP.

Zalety i wady glukozy

Glukoza jest korzystna dla organizmu ze względu na jej wykorzystanie jako źródła energii oraz kluczowych funkcji w mózgu. Mózg zużywa większość energii ciała, a brak źródła energii i/lub tlenu może prowadzić do śmierci komórek mózgowych i trwałych uszkodzeń. Mózg polega na energii glukozy do przetwarzania informacji i utrzymywania potencjałów membranowych komórek.

Jest również wykorzystywana do tworzenia pamięci długotrwałej i jest niezbędna dla homeostazy. Inną zaletą glukozy jest to, że znaczna ilość ATP jest produkowana na jedną cząsteczkę glukozy. Chociaż proces nie jest bardzo wydajny, jest łatwo dostępny dla organizmu i produkuje dużą ilość energii dla organizmu.

Posiadanie zbyt dużo lub zbyt mało glukozy może powodować wiele problemów. Wysoki poziom glukozy we krwi powoduje hiperglikemię i może uszkadzać obwodowe nerwy i naczynia krwionośne, wpływać na zdolność do gojenia się ran i powodować uszkodzenia niektórych organów. Hipoglikemia, wynikająca z braku glukozy w organizmie, może negatywnie wpływać na układ nerwowy centralny i wywoływać zmęczenie.

Dlatego glukoza musi być regulowana przez glukagon i insulinę, dwa hormony, które regulują transport glukozy i ekspresję cząsteczek transportu glukozy. Ponadto, spożywanie zbyt dużo glukozy może prowadzić do oporności na insulinę i cukrzycy.

Produkcja i wykorzystanie ketonów

Ketony (CH3C(O)CH3) to rozpuszczalne w wodzie tłuszczowe cząsteczki, które dostarczają paliwa dla organizmu. Keton stanowi połączenie dwóch zmiennych części cząsteczki z grupą karbonylową (węgiel podwójnie wiązany z tlenem) na poziomie molekularnym. Trzy rodzaje ciał ketonowych to aceton, acetoacetan i beta-hydroksymaślan.

Zwykle zdrowe osoby ciągle wytwarzają niewielką ilość ciał ketonowych, które dostarczają organizmowi energii. Chociaż glukoza zwykle stanowi główne źródło energii, produkcja ketonów wzrasta, gdy organizm nie ma wystarczająco dużo węglowodanów/glukozy zgromadzonej lub gdy stężenie kwasów tłuszczowych we krwi wzrasta.

Takie przypadki występują w niektórych chorobach, w szczególności cukrzycy i alkoholizmie oraz podczas okresów głodu lub postu. Mechanizm, w którym kwasy tłuszczowe rozkładają się, aby wytwarzać ciała ketonowe, nazywa się ketogenezą.

Proces rozpoczyna się w mitochondriach komórek wątroby, gdzie kwasy tłuszczowe są wprowadzane do mitochondriów i rozkładane na cząsteczkę acetylo-CoA, często wykorzystywaną do produkcji energii. Gdy dwie takie cząsteczki są połączone, szlak ketonowy wykorzystuje serię enzymów o różnych funkcjach, aby utworzyć końcowy produkt acetoacetan.

Acetoacetan może następnie przekształcić się w aceton lub beta-hydroksymaślan w zależności od obecności określonego enzymu. Ketonów można następnie rozprowadzić do innych części ciała i wykorzystać w innych procesach, takich jak cykl kwasu cytrynowego i fosforylacja oksydacyjna, które przekształcają te ciała w energię ATP.

Ketogenezę regulują hormony takie jak glukagon, kortyzol i hormony tarczycy. Powodują one zwiększone rozkładanie kwasów tłuszczowych do wykorzystania w ketogenezie. Głównym regulatorem jest jednak insulina.

Insulina reguluje wykorzystanie kluczowych enzymów w szlaku ketonowym. Gdy poziom insuliny we krwi jest niski, zwiększa się liczba wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) dostępnych i wykorzystywanych, co prowadzi do większej produkcji ciał ketonowych.

Dieta Ketogeniczna (Keto)

Dieta Keto zyskała ostatnio na popularności i coraz częściej wykorzystuje ketony jako źródło energii dla organizmu. Celem diety jest zmniejszenie spożycia węglowodanów i zastąpienie ich tłuszczami. To powoduje, że organizm przechodzi w stan zwany ketozą, kiedy staje się bardzo skuteczny w spalaniu tłuszczu i wykorzystywaniu go jako paliwa, gdy zostanie przekształcony w ketony, zamiast korzystać z glukozy.

Osoby stosujące dietę Keto unikają węglowodanów, słodkich potraw, zbóż i skrobi, produktów niskotłuszczowych, fasoli i strączków oraz alkoholu, między innymi. Zamiast tego, wybierają mięso, tłuste ryby, wiele produktów mlecznych, tłuste mięso, orzechy lub nasiona. Spożycie białka i węglowodanów jest regulowane, aby uniknąć przekształcania tych składników w glukozę.

Niektóre badania sugerują, że stosowanie diety Keto może przynieść korzyści w walce z cukrzycą, nowotworami, padaczką i chorobą Alzheimera poprzez zmniejszenie poziomu cukru we krwi i insuliny oraz zmniejszenie oporności na insulinę. Dieta Keto może również przynieść skuteczne wyniki w odchudzaniu i obniżeniu ciśnienia krwi.

Jednak dieta Keto może być zbyt agresywna dla wielu osób. Istnieją różne sposoby na wytwarzanie ketonów w organizmie bez drastycznych zmian w diecie. Inne mniej skrajne zmiany żywieniowe mogą polegać na monitorowaniu ilości spożywanych węglowodanów lub białek każdego dnia, zamiast całkowitego usuwania wielu produktów z diety.

Innym sposobem jest okresowe postowanie, które polega na jedzeniu niewielkiej ilości lub braku jedzenia w określonych porach dnia i jedzeniu w innych. Inną opcją jest zwiększenie aktywności fizycznej. Wiele badań wykazało, że ćwiczenia fizyczne zmniejszają zapasy glikogenu w organizmie, co pozwala na zwiększenie produkcji ketonów.

Ćwiczenia przed posiłkiem mogą jeszcze bardziej zwiększyć poziom ketonów, a po kilku tygodniach organizm może przystosować się do korzystania z ketonów jako głównego źródła energii.

Zalety i wady ketonów

Ketony okazały się znacznie lepszym źródłem energii dla mózgu niż glukoza ze względu na swoją bardziej wydajną drogę przemiany. Kiedy Ketony są używane do produkcji energii przy użyciu tlenu, wytwarzane jest więcej ATP na cząsteczkę z Ketony niż z glukozy. W okresie niemowlęctwa mózg jest bardziej zdolny do korzystania z ciał ketonowych, ponieważ w tym czasie wytwarzanych jest wiele enzymów do ketogenezy.

Nie tylko są one bardziej wydajne, ale mogą być również używane przez większość narządów i tkanek w organizmie jako alternatywne źródło energii. Jest to korzystne w okresach stresu, takich jak niedokrwienie, uraz lub gdy glukoza nie jest łatwo dostępna, szczególnie w mózgu. Zwiększona produkcja ketonów, zwłaszcza po diecie Keto, może również wyeliminować czynniki ryzyka niektórych chorób.

Chociaż wiele korzyści związanych z ketonami nadal jest badanych, mogą one powodować zmniejszenie napadów padaczkowych u osób z epilepsją i spowolnić wzrost guzów nowotworowych u pacjentów z rakiem (komórki rakowe zużywają duże ilości glukozy). Może to również przynieść korzyści osobom z chorobą serca, chorobą Alzheimera lub niektórymi urazami mózgu.

Jednak produkcja zbyt dużej ilości ketonów może prowadzić do negatywnych skutków dla organizmu. Intensywny wysiłek fizyczny może być osłabiony, ponieważ nadmierna produkcja ciał ketonowych hamuje zdolność węglowodanów do dostarczania paliwa dla mięśni szkieletowych.

Innym problemem, który może się pojawić, jest kwasica ketonowa (DKA), stan, w którym organizm rozwija oporność na insulinę. Bez insuliny brak glukozy wprowadzanej przez insulinę, a poziomy ciał ketonowych gwałtownie rosną. W rezultacie pacjenci mogą odwodnić się lub mieć szybkie i głębokie oddechy.

Inne objawy to dezorientacja, nudności, wymioty i bóle brzucha. Aby leczyć DKA, konieczne jest podanie glukozy i insuliny w celu zredukowania szlaku ketogennej. Osoby, które stosują dietę Keto, mogą początkowo odczuwać swoje własne objawy, takie jak biegunka, zaparcia i wymioty.

Podsumowanie

Glukoza i ciała ketonowe są niezbędne dla różnych procesów w organizmie, zwłaszcza dla funkcji mózgu. Każde z nich jest rozkładane, dystrybuowane i regulowane przez swoją ścieżkę, a zmiana diety może prowadzić do zmian w tym, który związek jest bardziej wykorzystywany.

Podczas gdy ketony są lepszym źródłem energii dla mózgu, oba są niezbędne dla funkcji poznawczych, a brak regulacji obu może prowadzić do negatywnych konsekwencji dla organizmu.