Wat is Ketose en Hoe Werkt het? De fysiologische theorie achter ketose

Op het eerste gehoor klinkt ketose als een soort medische aandoening. Als je iemand vertelt dat je al sinds twee maanden in ketose verkeert dan kun je vragende en misschien wel bezorgde blikken verwachten.

Maar het grappige is dat ketose een proces is dat op dagelijkse basis plaatsvindt wanneer het lichaam geen suikers heeft om als brandstof te gebruiken. Je kunt al in een zeer milde staat van ketose verkeren op het moment dat je een maaltijd of twee hebt overgeslagen. Of wanneer je een intensieve sportsessie hebt die langer dan een uur duurt en je lichaam vet gaat verbranden.

Op het moment dat jouw lichaam meer energie nodig heeft, maar er zijn geen koolhydraten beschikbaar die kunnen voldoen aan deze behoefte, dan begint het lichaam automatisch ketonen te produceren. Normaliter zijn zulke momenten van ketose dus incidenteel en kortstondig, maar door middel van een ketogeen dieet kun je de ketose verlengen.

Door gedurende een langere periode koolhydraatconsumptie tot een minimum te beperken, en dus je lichaam te onthouden van glucose als brandstof, kun je je lichaam stimuleren om meer ketonen aan te maken. Middels het ketogeen dieet kun je de positieve effecten van ketose ondergaan op een gezonde, gecontroleerde manier.

In dit artikel zullen we het fenomeen dat ketose heet onder de loep nemen en aan de hand van wetenschappelijke artikelen uitleggen hoe dit fysiologische mechanisme in elkaar steekt. De volgende onderwerpen en vragen komen aan bod:

    1. De natuurlijke reden van ketose
    2. Wat is gluconeogenese precies?
    3. De overgang van glycolyse naar ketose
    4. Wat is ketogenese precies?
    5. Vijf gezondheidsvoordelen van ketose
    6. Hoe weet je of je in ketose bent?

Als je meteen naar één van bovenstaande onderdelen van de tekst wil, klik dan op het gewenste hoofdstuk.

De natuurlijke reden van ketose 

De reden dat je lichaam kan overschakelen naar een ketogene stofwisseling is om ervoor te zorgen dat het kan blijven functioneren terwijl het geen toegang heeft tot koolhydraten. Dit kan zijn wanneer je ligt te slapen of aan het vasten bent. Of wanneer je dus het ketogeen dieet aan het volgen bent. Het geweldige aanpassingsvermogen van jouw lichaam zorgt er dus voor dat je als mens niet afhankelijk bent van één energiebron. Een indrukwekkend staaltje ingenieurswerk van moeder natuur!

Met name voor onze hersenen is dit goed nieuws. Het is namelijk zo dat ketonen worden gemaakt van vet dat in de lever wordt afgebroken tot vetzuurmoleculen en glycerol. Vetzuren en glycerol  kunnen door veel cellen in ons lichaam worden gebruikt als brandstof, maar niet door onze hersenen.

Ketonen daarentegen kunnen wel door onze hersenen worden gebruikt als energiebron. Als dit niet het geval was geweest, dan zouden onze hersenen tijdens een tekort aan glucose het lichaam aanzetten tot het proces van gluconeogenese. Tijdens dit proces zouden onze spieren in rap tempo worden afgebroken om van de afgebroken eiwitten glucose te kunnen vormen.

Zonder ketonen hadden onze voorouders in tijdens van voedselschaarste nooit kunnen overleven. Zij moesten zich namelijk voortplanten en overleven in een omgeving die veel minder zekerheid bood op het gebied van voedsel. In de prehistorie waren er geen 24-uurs benzinepompen waar je in gevallen van acuut voedseltekort en wanhoop een bus Pringles kon scoren.

Het kwam dus wel eens voor dat zij zonder voedsel kwamen te zitten, gedurende een langere tijd. En op zulke momenten zorgde het mechanisme van ketose ervoor dat zij niet hun waardevolle spieren verteerde, maar dat eerst de vetreserves werden aangesproken, om op deze manier langer zonder voedsel te kunnen overleven.

Dit overlevingsmechanisme waarbij het lichaam vetreserves aanspreekt is zo effectief, dat mensen met ernstig overgewicht enorm lang kunnen overleven zonder daadwerkelijk te eten, mits onder medische supervisie. Het bekendste voorbeeld hiervan is Angus Barbieri, een 27-jarige Schot, die ongeveer 205 kilo woog. Nadat hij maar liefst 382 (!) dagen gevast had, onder medisch toezicht, was hij maar liefst 126 kilo afgevallen. Je leest het goed, hij had meer dan een jaar niet gegeten (1).

Links: Angus Barbieri vóór het vasten. Rechts: Angus nadat hij 382 dagen gevast had. (bron: diabetes.co.uk)

In bovenstaande paragraaf werd al aangehaald dat de lever ketonen vormt van vetzuurmoleculen en glycerol. Om dit te kunnen doen breekt de lever lichaamsvet af, middels een proces genaamd lipolyse. Zoals gezegd kunnen glycerol en vetzuren door veel lichaamscellen als brandstof worden gebruikt, maar niet door de hersenen. Om aan de behoeften van ons brein te voldoen worden daarom vetzuren en glycerol respectievelijk omgezet in ketonen en glucose.  

Glycerol ondergaat een proces genaamd ‘gluconeogenese’ waarbij het wordt omgezet in glucose, terwijl de vetzuren een proces ondergaan genaamd ketogenese, waarbij zij worden omgezet in ketonlichamen.

Wat is gluconeogenese precies?

Wanneer je onder een bepaalde vorm van stress staat of wanneer je een overmaat aan eiwitten consumeert, dan kan je lever middel een proces genaamd gluconeogenese deze eiwitten omzetten in glucose (2). Als je het woord ontleedt, dan kun je de betekenis hier ook uit afleiden: ‘gluco’ verwijst natuurlijk naar glucose, ‘neo’ betekent ‘nieuw’ en ‘genese’ betekent ‘ontstaan’.

Gluconeogenese is een van de processen die plaatsvinden in de lever waarmee de bloedsuikerspiegel wordt gereguleerd. Deze regulatie is afhankelijk van twee peptide hormonen: glucagon en insuline.

Wanneer je ’s morgens bij het ontbijt een bord gesuikerde cornflakes en een glas sinaasappelsap neemt dan is dit voor jouw alvleesklier het signaal om insuline af te geven. De alvleesklier maakt insuline aan en die komt terecht in het bloed, dat door het hele lichaam stroomt. Aan de buitenkant van elke cel van het lichaam zit een soort ‘uitkijkpost’ voor insuline. Zodra die insuline ziet langskomen in het bloed, geeft hij een seintje aan de cel, zodat de deur opengaat om bloedsuiker binnen te halen (3).

Wanneer insuline de lever bereikt dan geeft het hier een signaal af dat het proces van gluconeogenese moet worden stopgezet, omdat er genoeg glucose beschikbaar is in het bloed. Daarnaast werkt insuline als signaal dat glucose moet worden opgeslagen glycogeen.

Insuline moedigt ook vetcellen aan om glucose op te slaan als triglyceriden en tevens remt het het proces van lipolyse af (4). Lipolyse is het proces waarbij vetmoleculen worden afgebroken in glycerol en vetzuren.

Wanneer de lichaamscellen de suikers in het bloed hebben verbrand, dan zakt de bloedsuikerspiegel en daarmee ook het insulinepeil in het bloed. Dit is een teken voor de alvleesklier om het hormoon glucagon aan te maken. Glucagon is in zekere zin de tegenhanger van insuline, omdat het de lever juist aanmoedigt om het proces van gluconeogenese weer op te starten.

Doordat de glucagonspiegel stijgt begint de lever glycogeen (opgeslagen koolhydraten) af te breken en tevens breekt het eiwitten af om glucose van te vormen (gluconeogenese). Tegelijkertijd geven vetcellen hun vetzuren af aan het bloed en wordt lipolyse  aangemoedigd.

Een van de drijvende mechanismen achter het ketogeen dieet en koolhydraatarme diëten in het algemeen is dat het insulinepeil omlaag wordt gebracht, zodat het lichaam glycogeen- en vetvoorraden gaat aanspreken als energiebron.

Door het insulinepeil te reguleren en koolhydraatinname te minimaliseren is het mogelijk van glycolyse (verbranding van suikers) de overgang te maken naar ketose (verbranding van vet). Tijdens deze overgang zal het lichaam eerst de glycogeenvoorraden uitputten (glycogenolyse) en zich via gluconeogenese voorzien van glucose.

De overgang van glycolyse naar ketose

De overgang van glycogenolyse (glycogeen als brandstof) naar gluconeogenese (het omzetten van eiwtten in glucose als brandstof) naar uiteindelijk ketogenese (omzetten van vetzuren in ketonen) kan worden uitgelegd in drie fasen die het menselijk lichaam doorloopt tijdens een vastenperiode .

  • Fase 1: de post-absorberende fase (6 tot 24 uur vasten)
    Tijdens deze fase haalt het lichaam zijn energie uit de voorraad glycogeen die ligt opgeslagen in de spieren en lever (glycogenolyse)
  • Fase 2: de gluconeogenische fase (2 tot 10 dagen van vasten)
    Tijdens deze fase is de glycogeenvoorraad verbruikt, en het lichaam schakelt vervolgens over op het proces van gluconeogenese om zich te voorzien van energie. Hoe lang deze fase duurt hangt van de persoon in kwestie af en met name de gezondheid van de persoon.
  • Fase 3: de ketogene fase (na tien dagen vasten)

In deze fase schakelt het lichaam over op lipolyse, waarbij vet wordt afgebroken in vetzuren en glycerol, zodat deze vervolgens kunnen worden omgezet in respectievelijk ketonen en glucose.

Ieder persoon die vanuit een koolhydraatrijk eetpatroon overstapt op een ketogeen dieet zal door de bovenstaande fases gaan voordat ze in ketose zullen raken. Belangrijk hierbij is dat men niet alleen de koolhydraatconsumptie beperkt, maar ook het aantal eiwitten matigt.

Ketogeen eten betekent dus niet dat je voornamelijk biefstuk en eieren eet, want dan is de kans groot dat je teveel eiwitten binnen krijgt. Hierdoor zal je lichaam in de gluconeogenische fase blijven, waarbij eiwitten worden omgezet in glucose. Je zult hiermee het proces van ketogenese afremmen, omdat het lichaam alsnog op glucose blijft werken.

Wat is ketogenese precies?

Ketogenese is het proces waarbij vetzuren en ketogene aminozuren zoals lysine en leucine worden omgezet in ketonen.

Het is een proces dat voornamelijk plaatsvindt in de mitochondriën van de levercellen. De productie van ketonen komt voor zodra er geen bloedsuiker beschikbaar is, zoals tijdens een periode van vasten of tijdens een ketogene eetstijl (6).  Normaliter vindt ketogenese slechts op kleine schaal plaats om het hart en de renale cortex (een deel van je nieren waar ultrafiltratie plaatsvindt) te voorzien van ketonen. Tijdens een periode van vasten en/of ketogeen dieten wordt de productie van ketonen door je lichaam opgeschroeft, om een alternatieve brandstof voor glucose te creëren.

De ketonen die middels de lever kunnen worden geproduceerd in het menselijk lichaam zijn de volgende ketonlichamen:

  • Acetoazijnzuur
  • Aceton
  • Beta-hydroxyboterzuur (BHB)

Acetoazijnzuur is het ‘basisketonlichaam’ dat door de lever wordt gemaakt uit vetzuurmoleculen. Dat wil zeggen dat acetoazijnzuur weer verder wordt verwerkt tot aceton en BHB. Van deze twee typen ketonlichamen functioneert BHB als een zeer efficiënte energiebron, terwijl aceton als restproduct het lichaam verlaat via de adem en urine (7).

Het fenomeen van de ‘keto-adem’ wordt veroorzaakt door de aceton die het lichaam verlaat via de adem. Gelukkig is dit over het algemeen slechts een tijdelijk fenomeen. Je hoeft dus niet bang te zijn dat je tijdens je gehele ketose met een adem rondloopt die naar nagellakremover ruikt.

Waar aceton dus als een afvalproduct wordt afgedreven uit het lichaam, geldt het tegenovergestelde voor BHB. Als je lichaam zich gedurende aantal weken heeft aangepast om vet als energiebron te gebruiken, dan begint het acetoazijnzuur om te zetten in BHB.

BHB is als energiebron efficiënter dan acetoazijnzuur. De reden hiervoor is dat het een aanvullende chemische reactie heeft ondergaan die meer energie oplevert wanneer een lichaamscel het als brandstof wil gebruiken. Studies tonen aan dat het lichaam én hersenen de energie van BHB en acetoazijnzuur maar liefst 70% efficiënter kunnen benutten dan glucose.

Ketonen zijn dus een uiterst efficiënte energiebron, en hieronder staan nog meer gezondheidsvoordelen die door wetenschappelijke studies worden toegeschreven aan ketose:

Vijf gezondheidsvoordelen van ketose

  • Ketonen stimuleren mitochondriale productie

Wanneer cellen ketonen gebruiken als brandstof dan vormen zij nieuwe mitochondriën. De mitochondriën zijn de “energiecentrales” van de cel. In de mitochondriën wordt de energie uit de voeding omgezet in een vorm die de cel (en dus het lichaam) kan gebruiken voor alle functies (bewegen, groeien, denken etc.) (8). Wat er dus gebeurt is dat je lichaam een extra bataljon aan kleine energiecentrales krijgt, die helpen om de energieproductie en gezondheid van de cellen te verbeteren (9).

  • Ketonen beschermen en repareren het zenuwstelsel

Ketonen helpen om het functioneren van verouderende zenuwcellen te behouden, en ze helpen met het herstellen van beschadigde of slecht functionerende zenuwcellen. Er zijn veel wetenschappelijke studies die aantonen dat ketonen kunnen helpen om acute hersenbeschadigingen significant te verbeteren (10) (11) .

  •  Ketonen werken als een antioxidant.

Zoals gezegd zijn ketonen een efficiëntere energiebron dan glucose. Een van de redenen is dat ketonen veel minder vrij radicalen en reactieve zuurstofcomponenten voortbrengen bij verbranding dan glucose. Door ketonen als brandstof te gebruiken kan het lichaam zich dus beschermen tegen de schade die normaliter door reactieve zuurstofcomponenten en vrije radicalen wordt veroorzaakt (12) (13).

  • Ketonen helpen tegen sommige vormen van kanker

Onderzoek toont aan dat ketonen kunnen functioneren als middel om verschillende vormen van kanker te bestrijden (14) (15) (16) (17). De reden dat dit mogelijk is, is omdat de meeste kankercellen ketonen niet als brandstof kunnen gebruiken. Ze zijn afhankelijk van glucose om te kunnen groeien. Door kankercellen deze glucose als groeimiddel te onthouden hebben ze geen energie om te groeien, en dit geeft het immuunsysteem een betere kans om de kankercellen te bestrijden.

  • Ketonen verbeteren aanzienlijk de hersenfunctie

Vele wetenschappelijke onderzoeken hebben aangetoond hoe een ketogeen dieet kan helpen om de symptomen van autisme, epilepsie (18), Alzheimer (19), en de Ziekte van Parkinson (20) tegen te gaan. In veel gevallen is het ketogeen dieet zelfs effectiever dan de conventionele behandelmethodes.

Dat het ketogeen dieet zo doeltreffend kan werken bij dergelijke aandoeningen valt voor een groot deel toe te schrijven de volgende factoren:

  1. Hersencellen functioneren efficiënter wanneer zij ketonen gebruiken als brandstof in plaats van glucose
  2. Ketonen hebben een remmende werking op zenuwcellen

Hersenen die te kampen hebben met een dergelijke aandoening zoals epilepsie of Alzheimer vormen een zenuwcentrum dat hypergevoelig is voor bepaalde prikkels en invloeden. Doordat ketonen deze hersenen een efficiëntere energiebron bieden en de zenuwen daarbij minder prikkelbaar maken worden de symptomen van de aandoeningen tegengegaan.

Een gevolg van het verbranden van ketonen is dat in de hersenen een verschuiving plaatsvindt in de balans tussen twee neurotransmitters genaamd GABA en glutamaat (21). Middels deze verschuiving kunnen ketonen overdadige hersenactiviteit voorkomen, en daarmee ook de oncontroleerbare impulsen die gepaard gaan met neurologische aandoeningen zoals epilepsie, autisme, en Ziekte van Parkinson.

Bovenstaande genoemde voordelen zijn nogal fysiologisch en misschien ook wat abstract van aard. Het is natuurlijk niet zo dat je een poosje het ketogeen dieet volgt en dan bij jezelf denkt van “Hey, volgens mij voel ik een verschuiving in mijn neurotransmitters” of dat je met een metertje kunt controleren hoe actief je mitochondriën zijn.

Daarom hieronder een lijstje met concrete voordelen die direct zijn gelinkt aan ketose en ketonen:

  • Je cognitieve functioneren en mentale helderheid krijgen een boost (22).
  • Verbeterde hersen-gezondheid
  • Vermindering van pijn en ontstekingen (23) (24) (25) (26)
  • Verminderde honger (27)
  • Verhoogd energiepeil

Hoe weet je of je in ketose bent?

Er zijn verschillende manieren waarop je kunt vaststellen of je in ketose bent. Als je een duidelijke indicatie wilt hebben dan kun je de ketonenwaarden meten in je urine of bloed. Hier zitten echter wel een aantal haken en ogen aan. Zo zijn de urinestrips niet altijd even accuraat. De teststrips om je bloedwaarden te meten zijn daarentegen wel accuraat, maar ook niet goedkoop.

Mocht je in staat zijn om je bloedwaarden te kunnen meten dan zijn de volgende meetresultaten een indicatie in welke staat van ketose je verkeert:

  • Lichte ketose: 0.5 mmol/L – 0.8 mmol/L
  • Gemiddelde ketose: 0.9 mmol/L – 1.4 mmol/L
  • Diepe ketose: 1.4 mmol/L – 3.0 mmol/L

Gelukkig zijn er ook andere signalen waaruit je kunt afleiden of je in een ketogene staat verkeert:

  • Toename van plasbeurten. Het verkeren in een ketogene staat werkt als een natuurlijk diureticum, het zorgt dat je vocht afdrijft uit je lichaam. Acetoazijnzuur is een ketolichaam dat door de lever wordt gevormd tijdens ketose, en het verlaat jouw lichaam ook weer via je urine. Het is een van de stoffen waarop de urinestrips reageren bij het meten van je ketonenwaarden.
  • Droge mond. Doordat je meer urineert zul je ook sneller een droge mond krijgen en ook meer dorst hebben. Verzeker jezelf ervan dat je genoeg water drinkt en vul je elektrolyten aan (zoals kalium, magnesium en zout).
  • Slechte adem. Acetone is een ketolichaam dat voor een deel wordt uitgescheiden via je adem. Je adem kan gaan ruiken naar overrijp fruit, of zelfs naar nagellakremover. Over het algemeen is dit slechts tijdelijk en na verloop van tijd gaat het weg.
  • Meer energie, minder honger. Het kan zijn dat je eerst door overgangsperiode gaat, ook wel bekend als de ‘Keto Griep’,  waarna je veel minder honger zult ervaren gedurende de dag en een ‘heldere’ en energieke mentale staat.

Zoals je kunt opmaken uit dit artikel is ketose een metabolische staat waar je lichaam veel voordeel uit kan halen. Je kunt deze staat bewerkstelligen middels een ketogeen dieet, eventueel aangevuld met Intermittent Fasting of extra lichaamsbeweging. 

Wat is Ketose en Hoe Werkt het? De fysiologische theorie achter ketose
Beoordeel

Een reactie plaatsen

[Keto Weekmenu]
[Keto Weekmenu]