Egzogenne ketony: czym są i jak działają
Egzogenne ketony obiecują stan ketozy bez rezygnacji z węglowodanów – w kilkadziesiąt minut zamiast kilku dni diety. Redakcja wyjaśnia, czym są te związki, jak organizm je przetwarza i co faktycznie wynika z badań nad ich stosowaniem w sporcie.
Ciała ketonowe: paliwo zapasowe organizmu
Ciała ketonowe to trzy związki: acetooctan, beta-hydroksymaślan (BHB) i aceton. Wytwarza je wątroba z kwasów tłuszczowych wtedy, gdy dostępność glukozy spada – podczas głodówki, długotrwałego wysiłku czy diety bardzo ubogiej w węglowodany. Mózg, serce i mięśnie potrafią wykorzystać je jako źródło energii.
BHB jest ilościowo najważniejszym z nich i to właśnie jego stężenie mierzy się zwykle we krwi. Na co dzień, przy typowej diecie, poziom ciał ketonowych jest bardzo niski. Po kilkudniowej głodówce lub na diecie ketogenicznej rośnie do stanu nazywanego ketozą żywieniową.
Ketozy żywieniowej nie należy mylić z kwasicą ketonową – groźnym stanem występującym głównie w niewyrównanej cukrzycy typu 1, w którym stężenie ketonów jest wielokrotnie wyższe, a krew ulega zakwaszeniu. U zdrowej osoby insulina skutecznie hamuje nadmierną produkcję ketonów.
Przez dziesięciolecia jedynym sposobem na podniesienie poziomu ketonów była zmiana diety. Pomysł, by dostarczać je „z zewnątrz”, rozwinął się na dobre w XXI wieku, m.in. dzięki pracom zespołów z Oksfordu i amerykańskich ośrodków wojskowych, które szukały wydajnego paliwa dla żołnierzy.
Rodzaje egzogennych ketonów
Słowo „egzogenne” oznacza po prostu „pochodzące spoza organizmu”. Na rynku i w badaniach spotyka się kilka grup takich związków, różniących się budową, smakiem, ceną i efektem.
| Rodzaj | Czym jest | Wpływ na ketonemię | Uwagi |
|---|---|---|---|
| Sole ketonowe | BHB związany z sodem, potasem, wapniem lub magnezem | Umiarkowany, krótkotrwały wzrost | Duży ładunek minerałów; często mieszanina form D i L |
| Monoester ketonowy | (R)-3-hydroksybutylo-(R)-3-hydroksymaślan | Szybki i wyraźny wzrost | Bardzo gorzki smak, wysoka cena; najlepiej przebadany |
| Diestry i inne estry | Np. diester z acetooctanem | Różny, zależny od związku | Częstsze dolegliwości żołądkowe w niektórych badaniach |
| Wolny kwas BHB | BHB w formie kwasowej | Umiarkowany | Kwaśny smak, ograniczone dane |
| Prekursory (np. 1,3-butanodiol, oleje MCT) | Związki przekształcane w wątrobie w ketony | Łagodny lub umiarkowany | MCT mogą powodować dolegliwości jelitowe |
Ważny szczegół dotyczy izomerów. Organizm wytwarza i najsprawniej wykorzystuje D-BHB (nazywany też R-BHB). Część tańszych soli zawiera mieszaninę racemiczną D i L, a forma L jest metabolizowana wolniej i jej rola nie jest dobrze poznana.
W Unii Europejskiej status prawny poszczególnych form jest zróżnicowany i część z nich wymagała oceny jako nowa żywność. W Polsce produkty te wprowadza się zwykle jako suplementy diety lub środki spożywcze dla sportowców.
Jak działają w organizmie
Po spożyciu egzogenny BHB wchłania się z przewodu pokarmowego i trafia do krwi. Estry są najpierw rozkładane przez enzymy w jelitach i wątrobie na BHB oraz cząsteczkę alkoholu, która również przekształca się w ketony. Stężenie BHB rośnie zwykle w ciągu kilkudziesięciu minut i utrzymuje się podwyższone przez kilka godzin, zależnie od dawki i formy.
W komórkach BHB przekształca się z powrotem w acetooctan, a następnie w acetylo-CoA, który trafia do cyklu Krebsa i służy do produkcji ATP. Ketony są uważane za paliwo „wydajne tlenowo” – na jednostkę zużytego tlenu dają nieco więcej energii niż glukoza.
Egzogenne ketony wywołują też efekty metaboliczne: obniżają stężenie glukozy we krwi, hamują uwalnianie kwasów tłuszczowych z tkanki tłuszczowej i mogą zmniejszać rozpad glikogenu mięśniowego. Co istotne, w przeciwieństwie do diety ketogenicznej nie wymagają ograniczania węglowodanów – można jednocześnie mieć wysoki poziom ketonów i glukozy.
Coraz więcej uwagi poświęca się roli BHB jako cząsteczki sygnałowej. Badania laboratoryjne wskazują, że wpływa on m.in. na ekspresję genów przez hamowanie deacetylaz histonów oraz na procesy zapalne. Przełożenie tych obserwacji na korzyści zdrowotne u ludzi pozostaje jednak kwestią otwartą.
Ketony w sporcie: oczekiwania a dane
Głośna praca Coxa i współpracowników opublikowana w 2016 roku w Cell Metabolism wykazała, że napój z monoestrem ketonowym, przyjęty razem z węglowodanami, poprawiał wynik kolarzy w próbie czasowej po długim wysiłku. Wyniki wywołały falę zainteresowania i doniesień o stosowaniu ketonów przez zawodowe zespoły.
Źródłem, do którego wielu czytelników wraca, jest dmaa pre workout.
Kolejne badania nie potwierdziły jednak tego efektu w sposób powtarzalny. W części z nich nie odnotowano różnicy, a w innych wyniki były gorsze niż po placebo. Przegląd systematyczny z metaanalizą z 2020 roku nie wykazał istotnego wpływu jednorazowej suplementacji ketonami na wydolność.
Obecnie większe nadzieje wiąże się z regeneracją: możliwym oszczędzaniem białek mięśniowych, wpływem na resyntezę glikogenu przy jednoczesnym spożyciu węglowodanów oraz łagodzeniem objawów przeciążenia treningowego. Dowody w tych obszarach są wciąż wstępne.
Ketony nie są zakazane przez WADA. Ponieważ jednak dowody na poprawę wyników są słabe, a koszt wysoki, większość ekspertów żywienia sportowego traktuje je jako ciekawostkę badawczą, a nie standardowe narzędzie.
Tolerancja, działania niepożądane i praktyka
Najczęstszym problemem związanym z egzogennymi ketonami są dolegliwości przewodu pokarmowego: nudności, wzdęcia, bóle brzucha i biegunka. Ryzyko rośnie wraz z dawką i jest wyraźniejsze przy przyjmowaniu w trakcie intensywnego wysiłku. Badanie bezpieczeństwa monoestru z 2012 roku wykazało jednak dobrą tolerancję u zdrowych osób przy rozsądnych porcjach.
Przy solach ketonowych dodatkowym czynnikiem jest ładunek minerałów. Porcja może dostarczać znaczne ilości sodu, co ma znaczenie dla osób z nadciśnieniem lub chorobami nerek. Monoester ma z kolei intensywnie gorzki smak, który dla wielu użytkowników jest trudny do zaakceptowania.
Jeśli mimo ograniczonych dowodów chcesz wypróbować egzogenne ketony, pomocne mogą być następujące zasady:
- zacznij od małej porcji poza treningiem, aby sprawdzić tolerancję;
- wybieraj produkty z jasno podaną ilością BHB i informacją o formie (D-BHB);
- nie testuj ketonów po raz pierwszy w dniu zawodów;
- pamiętaj, że nie zastępują one węglowodanów w żywieniu okołotreningowym;
- osoby z cukrzycą, chorobami nerek lub przyjmujące leki powinny wcześniej skonsultować się z lekarzem.
Wnioski redakcji
Egzogenne ketony to sposób na szybkie podniesienie poziomu BHB we krwi bez stosowania diety ketogenicznej. Działają jako alternatywne paliwo i cząsteczki sygnałowe, wpływając na gospodarkę glukozą i tłuszczami.
Mimo spektakularnych pierwszych doniesień dowody na poprawę wyników sportowych są niespójne, a największym praktycznym ograniczeniem pozostają tolerancja żołądkowa i cena.
Najlepiej przebadaną formą jest monoester ketonowy; sole ketonowe są tańsze, ale dają słabszy efekt i dostarczają dużo minerałów.
Więcej na ten temat znajdziesz w naszych tekstach o egzogennych ketonach po 40. roku życia, o różnicach między ketozą żywieniową a kwasicą ketonową oraz o olejach MCT w sporcie.
Bibliografia
- Puchalska P, Crawford PA. Multi-dimensional roles of ketone bodies in fuel metabolism, signaling, and therapeutics. Cell Metab. 2017;25(2):262–284.
- Cox PJ, Kirk T, Ashmore T, et al. Nutritional ketosis alters fuel preference and thereby endurance performance in athletes. Cell Metab. 2016;24(2):256–268.
- Stubbs BJ, Cox PJ, Evans RD, et al. On the metabolism of exogenous ketones in humans. Front Physiol. 2017;8:848.
- Evans M, Cogan KE, Egan B. Metabolism of ketone bodies during exercise and training: physiological basis for exogenous supplementation. J Physiol. 2017;595(9):2857–2871.
- Clarke K, Tchabanenko K, Pawlosky R, et al. Kinetics, safety and tolerability of (R)-3-hydroxybutyl (R)-3-hydroxybutyrate in healthy adult subjects. Regul Toxicol Pharmacol. 2012;63(3):401–408.
- Newman JC, Verdin E. β-Hydroxybutyrate: a signaling metabolite. Annu Rev Nutr. 2017;37:51–76.
- Valenzuela PL, Morales JS, Castillo-García A, Lucia A. Acute ketone supplementation and exercise performance: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Int J Sports Physiol Perform. 2020;15(3):298–308.
