Кетогенна дієта має на меті переключити клітинні джерела енергії з глюкози на жири - хоча
Це має на меті виключити продукти з високим вмістом вуглеводів, включаючи такі фрукти та овочі, хліб, макарони, зернові та цукор, одночасно збільшуючи споживання продуктів з високим вмістом жиру, таких як горіхи, вершки та масло. Подібна дієта, що називається дієтою Аткінса, обмежує вуглеводи приблизно до 40–60 г на день, а типи споживаних вуглеводів обмежуються тими, у яких глікемічний індекс нижче 50.
Біохімічні механізми
Короткий зміст трьох розділів клітинного дихання
Білки як джерела енергії: Білки також можуть бути використані в клітинних джерелах енергії. Коли ви їсте білки в їжі, ваше тіло має розщеплювати їх до амінокислот, перш ніж вони зможуть бути використані вашими клітинами. Здебільшого амінокислоти переробляються і використовуються для отримання нових білків, а не окислюються для палива. Однак, якщо амінокислот більше, ніж потрібно організму, або якщо клітини голодують, деякі амінокислоти будуть розщеплюватися для отримання енергії за допомогою клітинного дихання. Для того, щоб увійти в клітинне дихання, амінокислоти повинні спочатку видалити свою аміногрупу в процесі, який називається дезамінуванням. Цей крок робить аміак токсичним продуктом відходів, а в організмі людини ферменти печінки, а потім перетворюють його на сечовину та сечову кислоту, додаючи діоксид вуглецю, який потім фільтрується та виводиться нирками.
Після дезамінування амінокислот утворюються продукти, які називаються альфа-кетокислотами, які надходять у клітинні дихальні шляхи на різних стадіях залежно від типу амінокислоти, з якої вони походять (їх існує 20), і від типу дезамінованого продукту. Деякі з них є кетогенними амінокислотами, які можуть безпосередньо розкладатися на ацетил КоА та кетонові тіла, які використовуються в циклі Кребса, де в кінцевому підсумку вони розкладаються до вуглекислого газу. Це на відміну від глюкогенної амінокислоти, яка може потрапити на шлях гліколізу з утворенням піровиноградної кислоти.
Деякі цілі амінокислоти є важливими для підтримки циклу Кребса, тому вони важливі для виробництва енергії. Зокрема, нещодавно незамінна амінокислота глутамін викликає науковий інтерес останнім часом. Глютамін служить міжорганним човником вуглецю та азоту. Тому він допомагає клітинам імпортувати азот, який йому потрібен, і очищати його від клітин, яким цього немає. Він є основним джерелом азоту для інших незамінних амінокислот та ядерних (нуклеотидів). Глютамін також необхідний для отримання як ацетил-КоА, так і оксалоацетату (ОАА), які конденсату виробляють цитрат у першій частині циклу Кребса. При голодуванні менше гнійних речовин потрапляє в цикл за допомогою гліколізу, але клітина здатна посилювати метаболізм глютаміну, генеруючи як оксалоацетат, так і ацетил-КоА, посилюючи функцію циклу кребсів. Ранні лабораторні роботи з видалення глутаміну з поживних речовин ракових клітин призвели до зменшення зростання, але це було б недоцільно для людей, оскільки глутамін повсюдно присутній у м’ясі, рибі, бобових та овочах.
Кетони як джерела енергії
Як ви щойно читали, кетони виробляються, коли організм спалює жири або білки, виробляючи молекули енергії. Вони також виробляються, коли недостатньо інсуліну, щоб допомогти вашому організму використовувати цукор для енергії, наприклад, неконтрольований діабет 1 типу. Жирні кислоти змінюються за допомогою низки реакцій, званих бета-окисленням, у молекули ацетил-КоА, які потрапляють у цикл Креба, виробляючи молекули енергії. Якщо жирні кислоти використовуються переважно, ацетил КоА також виробляє кетонові тіла. Три найбільш зареєстровані: ацетон, який є летким і виводиться з диханням; B-гідроксибутират, який перетворюється в ацетоацетат і сам ацетоацетат. Щоб зрозуміти, чому цей механізм є перевагою виживання, важливо зазначити, що клітинам печінки не вистачає ферменту (сукциніл КоА-трансферази), який дозволяє кетонам використовувати кетони як енергію, тому кетони виділяються в кров для живлення інших тканин, таких як мозок, м’язи та серце. У цих тканинах вони перетворюються назад в ацетил КоА, який потім входить у цикл ТСА (Кребса) для отримання енергії: