Полное руководство по кетонам (Бета-гидроксибутират BHB). Всё что нужно знать о кето и добавках на этой диете (MCT oil, кетоновые соли и эфиры). Как находиться в кетозе, как его измерить. Преимущества кето диеты. Интервальное голодание и интенсивные тренировки для производства кетонов.
Кетогенная диета, также известная как «кето», становится популярной среди спортсменов, биохакеров и людей, стремящихся похудеть или улучшить свой метаболизм. Первоначально эта диета использовалась для лечения эпилепсии, но текущие исследования показывают, что преимущества кето могут выходить далеко за пределы неврологической системы.
Хотя вы, возможно и знаете основы кето — например, что это диета с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов — вы можете не знать, как она работает.
И это нормально; это довольно глубокая тема, включающая много вопросов по физиологии. Хорошо, что вам не понадобится докторская степень по биохимии, чтобы понять некоторые основы кето-диеты.
В частности, первое, что вам нужно знать при изучении кето, — это что такое кетоны. Мы начнем с одного из самых обсуждаемых (и важных) кетоновых тел — бета-гидроксибутирата (BHB).
Что такое BHB?
β-гидроксибутират, известный как бета-гидроксимасляная кислота или BHB (БОМК), является одним из трех «физиологических» кетонов, которые вырабатываются организмом (в частности, нашей печенью). Кетоновые тела занимаются несколькими вещами: выступают в качестве источника топлива для органов, сигналов транскрипции генов и регуляторов метаболизма.
По иронии судьбы, BHB не является «кетоном» в техническом смысле. Мы не будем вдаваться в подробности, но это основано на особенностях его химической структуры. «Истинные» кетоновые тела имеют химическую структуру, которая содержит карбонильную связь, где молекула углерода присоединена к кислороду двойной связью, а два других атома углерода — одинарной связью. Хотя BHB имеет двойную связь с кислородом, он связан только с одним углеродом.
Несмотря на этот факт, BHB по-прежнему считается кетоновым телом, потому что он тесно связан с другими кетоновыми телами ацетоацетатом и ацетоном.
BHB также имеет физиологические эффекты, аналогичные ацетоацетату и ацетону, и фактически является преобладающим кетоновым телом, циркулирующим по всему телу.
BHB (БОМК) составляет около 80% от общего количества кетонов, циркулирующих в нашей крови. Остальные 20% и ~ 1% составляют ацетоацетат и ацетон соответственно. Итак, BHB — это кетон, который содержится в самых высоких концентрациях во всем кровотоке — возможно поэтому: измерения кетонов в крови самый предпочтительный способ контроля.
Обзор Кетоза.
BHB, наряду с ацетоацетатом и ацетоном, циркулирует в крови, когда вы находитесь в состоянии кетоза (и в гораздо меньших количествах в «не кетогенных» условиях). Физиологический кетоз определяется как состояние, при котором кетоны крови повышены до уровня выше 0,5 милли моля (мМ).
Когда мы находимся в состоянии кетоза: наш организм окисляет (сжигает) жир для получения энергии посредством бета-окисления и превращает его в кетоны в печени. Кетоз можно противопоставить метаболическому состоянию окисления углеводов или гликолизу, когда глюкоза сжигается для получения энергии.
Есть два типа кетоза: эндогенный кетоз и экзогенный кетоз.
Эндогенный кетоз означает, что организм вырабатывает кетоновые тела «самостоятельно», без поддержки каких-либо кетоновых добавок. По сути, вы сжигаете собственный жир (или жир из пищи) для получения энергии.
Важный момент: Не путайте кетоз с диабетическим кетоацидозом (DKA), он является опасным заболеванием, с которым сталкиваются люди с диабетом 1 типа (а также, но реже, с сахарным диабетом или диабетом 2 типа). При кетоацидозе в крови накапливается большое количество кетонов, что приводит к повышению кислотности крови. Что отличает кетоацидоз от физиологического кетоза, так это тот факт, что во время DKA повышаются как кетоны, так и уровень глюкозы в крови.
С другой стороны, экзогенный кетоз достигается за счет использования экзогенных кетонов, таких как кетоновые эфиры или кетоновые соли. Прием кетоновых добавок может повысить уровень кетонов в крови до уровня кетоза, однако кетоны не образуются в результате окисления ваших жировых отложений.
Утверждается, что эндогенный кетоз — это адаптация, которую мы сохранили на протяжении всей нашей эволюции. Если бы нам пришлось полагаться только на окисление глюкозы для получения энергии, в условиях нехватки доступной пищи — это привело бы к большим проблемам для наших предков. Непроизвольное голодание уничтожило бы нас, если бы у нас не было альтернативного пути производства энергии. Вот тут нас и спасает кетоз.
Кетоны могут преодолевать гематоэнцефалический барьер, тем самым обеспечивая мозг энергией (т.е. гарантируют нам когнитивные функции в условиях отсутствия пищи). Другие функции кетонов, такие как сохранение гликогена и белка, также могли иметь решающее значение для поддержания выживаемости в условиях постоянной нехватки пищи.
Может показаться, что кетоз — это то, что вам нужно, только если ураган уничтожит запасы еды в вашем городе. Однако это не так. Кетоз, достигаемый с помощью диетических средств или добровольного голодания, на самом деле может быть очень полезным. BHB (БОМК) может сыграть значительную роль в этих преимуществах.
Основы производства BHB (Бета-гидроксимáсляной кислоты).
BHB производится в процессе, известном как кетогенез.
Когда наш организм находится в состоянии голодания или в состоянии истощения глюкозы (гликоген в мышцах и печени также низкий), — уровень инсулина падает. Низкий уровень инсулина способствует процессу липолиза, а это означает, что жировые клетки начинают выделять свободные жирные кислоты из наших внутренних запасов. Затем эти жирные кислоты отправляются в печень и расщепляются на молекулу, известную как ацетилкофермент А (ацетил-КоА).
В печени ацетил-КоА проходит несколько этапов, которые в конечном итоге приводят к выработке ацетоацетата кетоновых тел.
Фермент, известный как 3-бета-гидроксистероиддегидрогеназа, превращает ацетоацетат в BHB (БОМК). После производства BHB специализированные транспортеры вывозят его из печени в нашу систему кровообращения, где он используется в качестве топлива. Использование BHB для получения энергии по существу включает в себя процесс, который является обращением производства кетонов — ацетил-КоА образуется в результате разложения BHB, а затем используется для создания АТФ.
Как именно передвигается BHB? Он транспортируется из печени через транспортер, известный как транспортер монокарбоксилата (МСТ) — не путать с маслом МСТ (сокращенно от масла триглицеридов со средней длиной цепи).
В головном мозге BHB использует транспортер MCT для преодоления гематоэнцефалического барьера.
Молекулы BHB также очень легко растворяются в воде и крови, что делает их очень эффективными при циркуляции в организме. Это может быть одной из причин, почему у нас больше BHB, чем ацетоацетата.
То, что наш мозг использует BHB вместо его предшественника, жирных кислот, может быть нашим эволюционным преимуществом. Использование жирных кислот для выработки энергии в мозге может привести к таким проблемам, как 1) создание гипоксической (бедной кислородом) среды для нейронов из-за большего количества кислорода, необходимого для окисления жирных кислот 2) окисление жирных кислот увеличивает производство супероксид свободных радикалов кислорода, который может вызвать повреждение мозга и 3) окисление жирных кислот — это «медленный» процесс, означающий, что у мозга не будет энергии, необходимой для принятия быстрых решений, которые могут определять выживет ли особь или нет.
Этот процесс довольно сложен, но он вполне естественен, наши тела так эволюционировали. Но как еще, кроме «голодовки», мы можем увеличить уровень BHB в крови?
Как повысить уровень BHB (БОМК)?
Конечно, выработка BHB и кетоз когда-то были механизмами «выживания», активированными в ответ на голод.
Но это не значит, что мы должны терпеть голод, чтобы воспользоваться преимуществами BHB. Фактически, только несколько изменений в образе жизни могут повысить уровень бета-гидроксибутирата и вызвать кетоз.
Интервальное голодание (пост).
Интервальное голодание (или любые другие диеты дающие эффект как от поста/голода), могут вызвать пищевой кетоз за счет снижения уровня глюкозы / гликогена в крови, что запустит производство эндогенных кетонов в вашем организме.
Обычно наша кровь содержит некоторое количество BHB (даже если вы не голодаете или не соблюдаете кето-диету), но эти значения слишком малы, чтобы оказывать какое-либо заметное физиологическое воздействие.
После 12-16 часов голодания уровень кетонов в крови немного повышается, до нескольких сотых микромолей. Примерно через два дня голодания, BHB в крови повышается до 1–2 мМ. В более длительных «постах» (6-8 дней) уровень BHB в крови может составлять от 6 до 8 мМ.
Было не так много исследований, в которых конкретно измеряли бы уровень BHB в ответ на голодание (по крайней мере, у людей). Однако одно исследование с участием здоровых пожилых людей показало, что после двух дней голодания уровень BHB в мозге повысился до 0,6 мМ. После третьего дня голодания уровень BHB в головном мозге продолжил расти, достигнув среднего уровня ~ 1 мМ.
Уровень кетоза, достигнутый во время кратковременного голодания, будет зависеть от нескольких факторов, таких как количество тренировок во время голодания, уровень гликогена перед началом голодания и общая физическая активность во время голодания.
Физическая активность.
Не хотите ограничивать приём пищи, чтобы достичь кетоза? К счастью, есть еще один способ, в котором необязательно соблюдать низкоуглеводную диету или заниматься интервальным голоданием.
Продолжительные упражнения (особенно аэробные упражнения по утрам натощак) — еще один способ вызвать физиологический кетоз.
Это явление называется «посттренировочным кетозом» — определяется увеличением количества кетоновых тел в крови или моче во время восстановительной фазы сразу после тренировки.
Посттренировочный кетоз возникает по разным причинам: истощение запасов глюкозы и гликогена во время упражнений, повышение уровня свободных жирных кислот выделяемых во время упражнений, и изменение гормонов которые регулируют кетогенез.
Как долго вам нужно попотеть на трене? Исследования показали, что примерно через 90 минут интенсивных упражнений уровень BHB в крови может достигать 1–2 мМ. Во многом это будет зависеть от уровня гликогена перед тренировкой, а также от того, когда вы последний раз ели, и продолжительности / интенсивности вашей тренировки.
Кетогенная диета.
BHB (БОМК) также можно увеличить, соблюдая диету с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов, также известную как кетогенная или «кето» диета. Фактически, ограничение потребления углеводов — один из самых эффективных способов повысить уровень кетонов в крови и вызвать пищевой кетоз.
Кроме того, в отличие от кратковременного голодания и физических упражнений, кето-диета — это стабильный способ достижения повышенного уровня кетонов в организме в течение длительного времени. Если вы хотите «жить в кетозе», вам подойдет диета с ограничением углеводов.
У людей соблюдающих такую диету, в крови обычно такие уровни кетонов: 2 мМ и выше. У пациентов с эпилепсией, BHB в крови поддерживается на уровнях 1 мМ — 3 мМ (на 3-6-месячной кетогенной диете), а у многих пациентов уровень кетонов в крови ещё выше 3 мМ.
Одно из самых продолжительных исследований по кетогенной диеты показало, что уровень BHB в крови можно постоянно повышать с помощью последовательного ограничения углеводов. В течение 2-летнего теста по кето-диете (у диабетиков 2-го типа) средний уровень BHB в крови поддерживался около 0,27 мМ, и более 61% участников хотя бы один раз в течение всего исследования достигли уровней BHB в крови выше 0,5 мМ («физиологический кетоз»).
Добавки: экзогенные кетоны (BHB).
Можно ли добиться преимуществ кетоза без изменения образа жизни или диеты? Это может показаться невозможным.
Но, как обсуждалось ранее, кетоз также можно достичь с помощью внешних средств — в данном случае с помощью кето добавок. Добавки с экзогенными кетонами — быстрый и безопасный способ увеличения BHB в крови. Они могут быть полезны спортсменам или людям, ищущим все доступные средства для усиления их умственных способностей.
Экзогенные кетоны бывают в разных формах: масло MCT, соли и эфиры кетонов.
BHB соли (кетоновые соли).
Кетоновые соли — это добавки, которые содержат кетоны (BHB), связанный с такими минералами, как натрий, кальций,калий, или магний.
Принцип действия: соль распадается на отдельные ионы и высвобождает BHB, что повышает концентрации BHB в крови до уровней примерно 1.5 — 3.5 мМ.
Кетоновые соли самый экономически эффективный способом увеличения BHB в крови (они намного дешевле эфиров).
Кетоновые соли самая исследованная кето-добавка (есть исследования c 1968 года*)
*Balasse E., Ooms H. A. (1968). Changes in the concentrations of glucose, free fatty acids, insulin and ketone bodies in the blood during sodium hydroxybutyrate infusions in man. Diabetologia 4, 133–135. 10.1007/BF01219433 [PubMed]
Самое главное преимущество в использовании кетоновых солей идёт от полезных минералов и электролитов. Например, BHB связан с натрием или калием, значит это добавка повышает ваш уровень электролитов в организме и предотвращает дисбаланс, возникающий в результате потери минералов с мочой (что обычное дело при кето диете, всё вымывается и вы чувствуете себе очень плохо, плюс идёт большая нагрузка на сердце).
У некоторых людей может быть индивидуальная непереносимость некоторых минералов, что может привести к расстройству желудочно-кишечного тракта.
Почти все уже в курсе про MCT масла. Это популярная «добавка», которую используют на кето диете, особенно с кофе (Bulletproof coffee / пуленепробиваемый кофе).
На самом деле, MCT масло не содержит BHB. Оно содержит триглицериды со средней длиной цепи (Medium chain triglycerides) — это тип жира, который содержится в некоторых продуктах, таких как кокосовое масло.
В частности, масло MCT C8 (каприловая кислота) очень кетогенное, это означает, что после приема внутрь оно довольно легко превращается в кетоновые тела при правильных условиях.
Исследования показали, что потребление C8 приводит к самым высоким кетонам в плазме. Оно примерно в три раза более кетогенное, чем C10 (каприновая кислота), и в шесть раз более кетогенное, чем C12 (лауриновая кислота).
По этой причине MCT масло (в частности, C8 или С10) можно использовать в качестве «кето добавки».
Прим. Данное МСТ масло присутствует в нашей кето-добавке (вместе с экзогенными кетонами).
MCT масла (и порошкообразные MCT масла) требуют немного большей обработки в организме, по сравнению с другими кето добавками, и по этой причине им потребуется больше времени для повышения уровня BHB в крови. Кетогенная «эффективность» этих добавок может быть ниже, чем у солей BHB или сложных эфиров кетонов.
MCT масла также немного более калорийны, чем другие кето добавки. Однако это не такая большая проблема, при «правильной» дозировке.
Если вы ищете способ как повысить уровень BHB в крови, MCT масла вам подойдут.
В идеале лучше принимать МСТ масло вместе с кетоновыми солями, так как будет синергетический эффект.
Кетоновые эфиры (Ketone esters).
Кетоновые эфиры — это новый тип кетоновых добавок. Они состоят из чистой кетоной молекулы (BHB), связанной с прекурсором кетона (бутандиол или глицерин).
Кетоновые эфиры могут привести к быстрому и устойчивому повышению уровня BHB в крови. Было показано, что кетоновые эфиры увеличивают уровень BHB в крови до уровней примерно 3-6 мМ в течение 30 минут после приема пищи. В других исследованиях эфиры повышали уровень BHB в крови до 2,8 мМ по сравнению с повышением уровня BHB на 1 мМ, достигаемым с помощью соли BHB.
Повышение уровня BHB в крови с помощью экзогенных добавок имеет свои преимущества — некоторые из них сходны с таковыми при эндогенном кетозе, а некоторые отличаются от них. Это может быть связано как с пользой для здоровья, так и с производительностью.
Главный недостаток это очень дорогая цена, и отвратный вкус. Но если вас это не смущает, и вам нужен быстрый результат, то это добавка для вас.
Главные плюсы экзогенных кетонов для спортсменов.
Добавляя BHB добавки в рацион, вы улучшаете свои когнитивные способности, снижаете тягу к пище (за счет регулирования аппетита и гормона голода грелина), плюс уменьшаете всплеск сахара в крови при приёме пищи.
Кроме того, ударная доза экзогенных кетонов BHB, — улучшает выносливость при езде на велосипеде, увеличивает активацию mTOR путей после тренировки (маркер синтеза белка), помогает ресинтезировать мышечный гликоген после тренировки и может даже предотвратить перетренированность.
Таким образом, повышение BHB (БОМК) с помощью кето добавок может помочь спортсменам достичь физического превосходства.
Преимущества экзогенных кетонов BHB.
Большинство разговоров о кетозе и кетогенных диетах связано с тем, как кетоны используются в качестве источника энергии. Однако в настоящее время исследования открывают новые роли для кетоновых тел.
Оказывается, BHB может быть гораздо большим, чем просто источником энергии для тела.
Что BHB делает: сигнальные функции для экспрессии генов, липидный обмен, нейронные функции, скорость метаболизма.
Бета-гидроксимасляная кислота (БОМК)- это чистое топливо.
Основная функция BHB (Beta-Hydroxybutyric acid) — действовать как источник клеточной энергии.
Мозг, сердце, скелетные мышцы и другие ткани тела способны расщеплять кетоны и производить АТФ, чтобы питать себя. Используя аэробное («кислородное») дыхание, процесс, известный как кетолиз, расщепляет кетоны внутри митохондрий.
Мы также можем использовать глюкозу и прямое окисление жирных кислот для производства энергии. В этом случае вам может быть интересно, есть ли какие-либо преимущества в использовании кетонов в качестве топлива по сравнению с другими энергетическими субстратами. Некоторые данные указывают на то, что ответ на этот вопрос может быть положительным.
Оказывается, сжигание кетонов для получения энергии очень эффективно и может даже привести к снижению производства активных форм кислорода (АФК), которые являются нормальными побочными продуктами метаболизма. Однако, хоть они и необходимы, АФК и свободные радикалы могут иметь разрушительные эффекты на высоких уровнях, поскольку они могут взаимодействовать с белками и другими молекулами внутри клеток и вызывать их нарушение.
Распад кетонов приводит к снижению производства АФК. Это связано с тем, что высокотемпературное сгорание BHB увеличивает эффективность производства АТФ митохондриями, уменьшая производство свободных радикалов.
Кроме того, BHB на самом деле защищает клетки от окислительного стресса. В некотором смысле иметь высокие уровни BHB — это все равно, что иметь «бригаду очистки» для ваших митохондрий.
Эти данные свидетельствуют о том, что существенные преимущества для здоровья и долголетия могут быть получены за счет снижения вашей зависимости от окисления глюкозы («сжигания углеводов») и увеличения метаболизма кетонов — будь то голодание, упражнения или низкоуглеводная диета.
BHB идеальная пища для мозга.
Наш мозг обожает кетоны. Поскольку у нас есть переносчики монокарбоксилатов на гематоэнцефалическом барьере, это означает, что BHB (и другие кетоновые тела) могут относительно легко перемещаться через эту мембрану.
Попадая в мозг, BHB кетоны могут вызывать высвобождение нейротрофических факторов — химических веществ, которые поддерживают здоровье наших нейронов.
В частности, BHB усиливает экспрессию молекулы, известной как нейротрофический фактор мозга (BDNF), который связан с улучшением когнитивных функций, а также с уменьшением тревожности и депрессии.
BHB также помогает увеличить синтез ГАМК (GABA) — тормозного нейромедиатора, который необходим нам, для правильной работы мозга. Вероятно, это одна из причин, почему кетогенные диеты полезны при эпилепсии; ГАМК может «успокоить» возбужденные нейроны, которые являются одной из причин судорог.
Другая роль BHB заключается в замедлении дегенеративных изменений в когнитивных функциях, которые наступают с возрастом.
Было показано, что кетоны (BHB) ингибирует комплекс, известный как инфламмасома NLRP, который может снижать уровни воспаления в головном мозге. Исследования подтверждают это — BHB улучшает когнитивные функции и память при болезни Альцгеймера или других болезнях связанных с умеренным когнитивным дефицитом. В одном исследовании BHB фактически обратил вспять симптомы болезни Альцгеймера.
Помимо улучшения здоровья мозга для людей в возрасте, BHB также может быть усилителем когнитивных функций (по сути ноотропом). Однако для этого нам приходится полагаться в основном на анекдотические свидетельства (личные рассказы). Многие люди сообщают, что кетогенная диета и экзогенные кетоны придают им дополнительную умственную энергию, ясность и концентрацию. Это может быть одно из преимуществ, которое вам нужно испытать на себе.
Прим. Я сам специально садился на кето диету, чтобы сдать очень сложный экзамен по английскому языку (IELTS), в итоге это того стоило. Я сдал его на 8 баллов из 9. Плюс сейчас я постоянно использую кетоновые соли и MCT масло для рабочих задач. Мне лично, эти экзогенные кетоны добавляет нужную мне концентрацию внимания, так как по жизни я достаточно рассеянный человек, это даёт огромное преимущество в работе.
Связь между долголетием и кетонами.
Пока еще не было исследований по поводу прямого воздействия BHB на увеличение продолжительности жизни людей. Однако одно исследование предоставило доказательства того, что добавка BHB может продлить продолжительность жизни круглого червя аж на целых 20%, по эффекту это аналогично ограничению калорий (или голоданию).
Помимо прямого воздействия кето добавок, другие меры, которые увеличивают продолжительность жизни таких организмов, как мухи и мыши, — являются голодание и ограничение калорий, по сути эти методы включают в себя увеличение количества кетоновых тел. Продолжительность жизни также может быть увеличена с помощью BHB за счет снижения распространенности возрастных заболеваний, таких как снижение когнитивных функций, рак и иммунная дисфункция.
Другие эффекты от кетонов BHB, которые увеличивают продолжительность жизни, могут быть связаны с сигнальными эффектами внутри организма, включая ингибирование гистондеацетилаз (HDAC), воспаление и пути mTOR (ключевой фактор в росте и метаболизме клеток). Всё это связано с процессом старения.
Увеличение продолжительности жизни — это перегретая тема. Пока рано говорить о том, может ли BHB играть роль в здоровой и долгой жизни, но некоторые ранние данные с исследований на животных многообещающие.
Измерение кетонов (BHB).
Все эти разговоры об эффектах BHB могут привести вас к вопросу: как я могу определить свой уровень BHB? нахожусь ли я на самом деле в кетозе?
Поскольку BHB присутствует в самых высоких концентрациях в крови, он является «самым легким» и наиболее предпочтительным для измерения кетоном.
Лучше измерять BHB в крови, потому что уровень BHB в крови является показателем того, что ваше тело фактически использует в данный момент времени.
Измерение других кетонов, таких как ацетоацетат (AcAc) и ацетон, дает вам «снимок» кетонов в крови, но эти методы измеряют кетоны, которые обнаруживаются в моче и дыхании. По сути, они измеряют количество кетонов, выделяемых из организма.
Вы можете измерить BHB с помощью кетонометра, который похож на глюкометр, за исключением полосок, которые вы вставляете в устройство. После покупки самого устройства измерение BHB в крови включает всего несколько шагов.
Сначала вы вставляете ланцет (то, что протыкает палец) в устройство для прокалывания — это то, что вы будете использовать для забора крови. Затем вставьте полоску в кетоновый тестер, промойте палец спиртом (для стерилизации) и проколите палец, чтобы получить каплю крови. Прикоснитесь концом тест-полоски к капле крови, подождите несколько секунд, а затем посмотрите на монитор, чтобы увидеть результаты.
Тестирование на BHB (в отличие от ацетоацетата или ацетона) имеет несколько преимуществ. Анализ крови — самый точный метод определения кетонов с использованием коммерческих устройств. Кроме того, вам нужно купить устройство только один раз (хотя вам нужно будет покупать запасные полоски время от времени).
Несколько недостатков анализа кетонов в крови: это стоимость (сам прибор + сменные полоски) и инвазивность процедуры. Если вам не нравится каждый раз укалывать себя и пускать кровь или у вас страх крови, то это метод может вам не подойти.
У вас может возникнуть вопрос … а зачем мне вообще измерять кетоны (BHB)?
Что ж, измерение BHB может сказать вам, работает ли ваша кетогенная диета. Высокие уровни кетонов являются подтверждением того, что, то что вы едите, приводит к кетозу. Тестирование на кетоны во время голодания или после упражнений также является отличным способом увидеть, как ваше тело реагирует на эти методы. Тестирование на BHB дает неоценимую обратную связь о вашем образе жизни.
