Что такое кетоновые тела
Кетоновые тела или просто кетоны являются веществами, продуцируемыми печень в течение глюконеогенез, процесс, который создает глюкозу во время голодания и голодания. В печени вырабатывается три кетоновых тела. Это ацетоацетат, бета-гидроксибутират и ацетон. Эти соединения используются у здоровых людей для обеспечения энергией клеток организма, когда уровень глюкозы в рационе низок или отсутствует.
Выше три кетоновых тела. Ацетон (слева), ацетоацетат (в центре), бета-гидроксибутират (справа).
Почему образуются кетоновые тела?
Когда уровень глюкозы в вашем организме высок, он занят хранением избытка в виде жиров, строением белков и в целом ростом. Это известно как поглощающее состояние. Когда вы голодаете или голодаете, уровень глюкозы в вашем кровь быстро уменьшаться Это запускает организм в состояние послеабсорбции. В этом состоянии организм начинает преобразовывать жир обратно в жирные кислоты, гликоген в глюкозу, и даже начинает разрушаться аминокислоты для энергии.
В то время как гликоген является просто продуктом накопления глюкозы и может быть быстро преобразован обратно, только очень много гликогена накапливается в организме (главным образом в печени). Как только эти запасы истощены, организм должен прибегнуть к другим продуктам распада для получения энергии. К счастью, большинство клеток в организме могут выживать за счет жирных кислот, созданных в результате расщепления жира. Это не правда, однако, для головной мозг и печень. Мозг не может получать жирные кислоты, которые не могут пройти через гематоэнцефалический барьер. Печень, чтобы поддерживать мозг глюкозой, должна преобразовывать аминокислоты, глицерин, пируват и лактат в глюкозу. Этот процесс называется глюконеогенезом, а также приводит к образованию двух кетоновых тел ацетоацетата и бета-гидроксибутирата. Он выделяет эти кетоновые тела вместе с глюкозой в кровоток для питания мозга. К этому моменту мышцы и другие органы в основном переключились на жирные кислоты для энергии, сохраняя глюкозу для мозга. Это известно как снижение уровня глюкозы и очень важно для животных, которые должны подвергаться длительному голоданию или голоданию.
Мозг предпочитает глюкозу в качестве источника энергии, но начнет переходить на кетоновые тела примерно через 4 дня голодания. Это значительно увеличивает количество времени организм может обойтись без еды, но может также вызвать негативные побочные эффекты. Если пища не съедается для пополнения запасов глюкозы, кетоновые тела могут начать накапливаться. Когда это происходит, ацетон образуется в результате спонтанного распада других кетоновых тел в крови. Ацетон является летучим и реактивным веществом. Когда он начинает накапливаться в крови, он может понизить рН крови, состояние, называемое ацидозом. Ацидоз поражает практически все ткани организма, снижая их функцию и нарушая работу ферментов организма, которые зависят от определенного баланса рН. Кетоацидоз, или ацидоз, вызванный чрезмерным количеством кетоновых тел, приведет к коме или смерти, если не обратить вспять.
Кетоновые тела при диабете
Диабет – это состояние, при котором организм не может или не будет вырабатывать инсулин. молекула в цикле глюкозы. Инсулин сигнализирует клеткам тела о необходимости усваивать глюкозу в крови и использовать ее для производства энергии. У людей с диабетом этот сигнал отсутствует, и без искусственного инсулина глюкоза останется в крови. Клетки тела не только не могут получать энергию, но и глюкоза также удерживает основную молекулу для многих других клеточных активностей. Без глюкозы в клетках организм начинает поглощать жирные кислоты из крови, чтобы обеспечить энергию.
Недостаток глюкозы также приводит к тому, что печень начинает вырабатывать глюкозу. Когда это происходит, кетоновые тела высвобождаются, как у обычного человека. Тем не менее, диабетик имеет сложную проблему. Кетоновые тела можно использовать для получения энергии, но только при наличии соответствующих посредников. Они обычно происходят от распада глюкозы. Но при диабете очень мало глюкозы расщепляется. Это означает, что даже кетоновые тела не могут быть использованы для производства энергии. Как таковые, они начинают расти относительно быстро.
Это вызывает внезапный и тяжелый кетоацидоз. Диабет часто диагностируется по запаху ацетона или фруктов на дыхании человека и сильно кислой моче, содержащей ацетон. Эти признаки указывают на тяжелый кетоацидоз и могут быть опасными для жизни. К счастью, доза инсулина позволит понизить уровень глюкозы в крови, необходимые промежуточные продукты будут образованы в результате расщепления глюкозы, и кетоновые тела будут удалены из системы за короткое время.
Кетоновые тела в диете и голодании
Интересно, что некоторые недавние причудливые диеты стали объектом пристального внимания за то, что они вызывают кетоацидоз у людей, которые их практикуют. Эти диеты сосредоточены на низком уровне углеводов и белка. Поскольку углеводы являются сложными формами глюкозы, удаление их из рациона эффективно удаляет глюкозу из рациона. Это работает на некоторое время, потому что организму требуется получать необходимую энергию из жира. Однако рассмотрим случай диабета и подумайте, почему это может быть ужасной идеей.
Без глюкозы в крови клетки организма снова должны выживать за счет жирных кислот, полученных из хранимых триглицеридов. Мозг не может выжить от этих жирных кислот, и печень должна пройти глюконеогенез, чтобы произвести глюкозу для мозга. При этом он также производит кетоновые тела. В течение коротких периодов времени тело способно получать свою энергию таким образом. Но по мере того, как уровни глюкозы становятся все ниже и ниже, также поступают и промежуточные продукты, необходимые для использования кетоновых тел в качестве энергии. В конечном итоге будет произведено больше кетоновых тел, чем можно будет использовать, и они начнут накапливаться.
Даже когда человек все еще ест на этих диетах, полное отсутствие углеводов делает невероятно трудным для поддержания тела, и начинает возникать ацидоз. Как и у людей с диабетом, уровень ацетона в моче увеличивается, и дыхание может пахнуть сладким или похожим на ацетон. Создатели этих диет часто называют это «общей проблемой диеты», но кетоацидоз редко встречается у здоровых людей, и принуждение вашего организма к этому состоянию опасно. Выше перечислены некоторые из перечисленных симптомов ацидоза. Кроме того, было обнаружено, что ацидоз крови может привести к меньшему усвоению кальция из рациона и отложению в костях. Это означает, что вы не только голодаете, но и ослабляете кости.
викторина
1. Что из перечисленного является положительным эффектом кетоновых тел?A. Понижает pH кровиB. Обеспечивает клетки энергиейC. Может разлагаться до ацетона
Ответ на вопрос № 1
В верно. Кетоновые тела являются полезными молекулами для того, чтобы позволить организму долго ходить без новой глюкозы. В конечном счете, однако, они будут вызывать ацидоз из-за ацетона, который они создают, вызывая множество проблем для организма.
2. Почему создаются кетоновые тела?A. Случайно, как побочный продукт создания глюкозыB. Чтобы снизить рН кровиC. В качестве источника энергии для использования в любое время
Ответ на вопрос № 2
верно. Хотя кетоновые тела создаются как побочный продукт глюконеогенеза, эволюция нашла для них применение. Большинство клеток снабжены соответствующими энзимами для выработки энергии из них. Тем не менее, они не используются для энергии все время, и тот факт, что они понижают pH крови, делает их менее желательными для постоянного использования.
3. Вы смотрите на диету с беконом, новое увлечение, которое делают некоторые из ваших друзей. В этой диете вы едите только бекон на все 3 приема пищи и пьете только воду между ними. Почему это плохой выбор?A. Плохой выбор? Это звучит потрясающе!B. Избыток белка и недостаток углеводов вызовут кетоацидоз.C. Бекон дорогой
Ответ на вопрос № 3
В верно. Не поймите меня неправильно, я люблю бекон так же, как и следующий парень. Но факт в том, что вашему организму нужны углеводы не только для глюкозы, но и для снабжения многих посредников, которые он использует для расщепления всех продуктов в энергию. Без них и с таким большим количеством дополнительного белка организм быстро прибегнет к кетоновым телам для получения энергии. Это может иметь серьезные последствия для рН крови и вредного воздействия на здоровье с течением времени.
Ссылки
- Кэмпбелл Т. С. и Кэмпбелл Т. М. (2006). Исследование Китая Даллас: Книги Бенбеллы.
- Нельсон Д.Л. и Кокс М.М. (2008). Принципы биохимия, Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.
- Widmaier, E.P., Raff, H. & Strang, K.T. (2008). Человек Вандера физиология : Механизмы функции тела (11-е изд.). Бостон: Высшее образование МакГроу-Хилл.