Ketogeen dieet geeft gunstige verandering metaboloom

Men volgt een ketogeen dieet bijvoorbeeld om af te vallen of als onderdeel van de behandeling van bepaalde ziekten zoals diabetes type 2 (suikerziekte) of epilepsie. Een Ketogeen Dieet verandert het menselijke metaboloom fundamenteel, zelfs na een korte periode van slechts drie weken. [1]

Naast een snelle metabolische omschakeling naar de productie en het gebruik van het ketonlichaam, traden er verbeterde insuline- en triglycerideniveaus en een toename van metabolieten op die ontstekingsremmende en mitochondriale bescherming mediëren.

Metaboloom

Het metaboloom is de verzameling van alle metabolieten (producten van de stofwisseling) in een cel, orgaan, lichaamsvloeistof of organisme. Metabolomics is de studie van het metaboloom. Evenals proteomics (studie eiwitten) en genomics (studie genen) wordt metabolomics beschouwd als een onderdeel van de systeembiologie, een onderzoeksgebied dat als doel heeft organismen als een geheel te bestuderen.

Binnen de systeembiologie wordt het metaboloom beschouwd als de meest geschikte indicatie voor de actuele fysiologische toestand van een cel of organisme. Een belangrijk onderwerp binnen de metabolomics is daarom het zoeken naar zogenaamde biomarkers: patronen en afwijkingen in het metabolietenprofiel die aanwijzingen geven over de gezondheidstoestand van een organisme.

Belangrijk is dat er bij het ketogene dieet geen metabole risicofactoren werden geïdentificeerd. Een ketogeen dieet kan dus worden beschouwd als een veilig preventief en therapeutisch immunometabolisch hulpmiddel in de moderne geneeskunde.

De gemiddelde samenstelling van de voeding verschoof van 55-60% koolhydraten, 25-30% vet en 10-15% eiwitten voorafgaand aan de studie, naar maximaal 10% koolhydraten, 60-70% vet en 20-30% eiwitten tijdens het onderzoek.

Aan het begin en eind van de periode werd bloed afgenomen en urine verzameld om het metaboloom van de deelnemers in kaart te brengen.

Ketogene diëten versus westerse diëten

Het is bekend dat westerse voedingsgewoonten (WD) veel van de hedendaagse niet-overdraagbare ziekten veroorzaken door chronische ontstekingen (cytokinen) te bevorderen. Om WD-geïnduceerde metaflammatie tegen te gaan, zijn recentelijk ketogene diëten (KD) ontstaan.

Gezien de drastische verandering in nutriëntensamenstelling tijdens KD, is het redelijk om grootschalige veranderingen in het menselijke metaboloom te veronderstellen. Bovendien zou deze verandering in het metaboloom ook kunnen leiden tot veranderingen in de immuniteit.

WD houdt de overmatige inname van ultrabewerkt voedsel met grote hoeveelheden suiker en geraffineerde koolhydraten in. Dit dieet is in verband gebracht met de ontwikkeling van verschillende ziekten, zoals diabetes en obesitas.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat de overmatige consumptie van koolhydraten een afwijkende activering van het NLRP3- inflammasoom veroorzaakt. Dit leidt tot een hogere secretie van pro-inflammatoire cytokines en draagt als gevolg daarvan bij aan de meeste moderne niet-overdraagbare ziekten.

Ter vergelijking: KD omvat een minimale inname van koolhydraten en leidt tot de hepatische synthese van ketonlichamen, waardoor een robuuste alternatieve energiebron wordt verschaft aan de perifere weefsels van het lichaam. Eén type ketonlichaam, bekend als β-hydroxybutyraat (BHB), dient als substraat voor mitochondriale oxidatieve fosforylering (OXPHOS) en leidt tot pleiotrope effecten (het verschijnsel, waarbij een gen gelijktijdig effect heeft op twee of meer schijnbaar onafhankelijke kenmerken).

Recent onderzoek heeft aangetoond dat KD de immuuncapaciteit van menselijke CD4- en CD8- T-cellen en de differentiatie van regulatoire en geheugen-T-cellen aanzienlijk versterkt . Deze waarnemingen zouden erop kunnen wijzen dat de effecten van KD op de immuniteit van T-cellen duidelijke veranderingen in de samenstelling van de menselijke serummetaboliet kunnen veroorzaken.

Over de studie en de belangrijkste bevindingen

Veertig gezonde volwassen vrijwilligers werden aangeworven om deel te nemen aan een ad-libitum (de term wordt vaak gebruikt om aan te geven dat men naar believen mag eten of drinken) ketogeen dieet (KD) van drie weken voor een prospectieve (op de toekomst gerichte) voedingsinterventiestudie. Aan het begin (T0) en einde van de studie (T1) werden urineanalyses en ongerichte massaspectrometrische metaboloomanalyses van de tryptofaanroute uitgevoerd. Serummetabolieten werden ook gekwantificeerd.

Zelfs een KD gedurende een korte termijn van drie weken heeft het menselijke metaboloom fundamenteel veranderd. In feite paste de metabole evenwichtstoestand zich snel aan aan de productie en het gebruik van ketonlichamen. Deze analyse toonde ook verbeterde insuline- en triglycerideniveaus en grotere hoeveelheden metabolieten die de mitochondriale bescherming en ontstekingsremmende werking regelen.

De duidelijke vermindering van koolhydraten leidde tot een vermindering van zowel insuline- als C-peptideniveaus (CRP), wat het matige gewichtsverlies dat bij de deelnemers werd waargenomen, zou kunnen verklaren. Het kon niet worden bevestigd of de mate van gewichtsverlies correleerde met de veranderingen in serummetabolische parameters.

HOMA-IR, een marker voor insulineresistentie in het bloed daalde significant op het ketogene voedingspatroon. De nuchtere serumglucoseconcentratie bleef stabiel, terwijl verhoogde ureumspiegels het gevolg kunnen zijn van een verbeterd eiwitmetabolisme.

Concentraties aminozuren van alanine, glucogeen aminozuur (AA) proline en glutamine waren aanzienlijk verminderd, terwijl leucine, isoleucine en vertakte AA (BCAA) valine grotere hoeveelheden vertoonden.

Hogere vetconsumptie verbeterde de serumlipidenprofielen van de deelnemers. Belangrijk is dat er een diepgaande opwaartse regulatie van zowel acylcarnitines als vrije vetzuren werd waargenomen.
Tijdens KD impliceren hoge acylcarnitines een grotere vraag naar vetzuren met lange ketens als substraten van β-oxidatie. Met behulp van carnitine als een transport-shuttlesysteem moeten deze stoffen naar de mitochondriale matrix worden getransporteerd.

De niveaus van linolzuur (ω-6), linoleenzuur (ω-3), docosahexaeenzuur (DHA) en eicosatetraeenzuur (ETA) waren significant verhoogd. Deze waargenomen verschuiving zou kunnen bijdragen aan de demping van aangeboren ontstekingen.

KD verschoof het metabolisme van tryptofaan significant naar kynureninezuur en kynurenine, terwijl de synthese van chinolinezuur werd verzwakt. Van kynurenzuur is aangetoond dat het een beschermend effect heeft op de mitochondriale ademhaling, terwijl chinolinezuur geassocieerd is met mitochondriale disfunctie. Daarom wordt grotere OXPHOS ondersteund door verbeterde mitochondriale bescherming.

Conclusies

De huidige studie toonde aan dat zelfs na een korte periode van KD significante veranderingen in de metabolietsamenstelling kunnen optreden. Deze veranderingen kunnen een gunstige invloed hebben op zowel het lot van de immuuncel als de metabolische programmering die verder gaat dan de ketoneffecten. Er werden geen metabole risicofactoren geïdentificeerd.

Op basis van de bevindingen kon worden geconcludeerd dat KD een nuttig therapeutisch en preventief immunometabolisch hulpmiddel is, althans op korte en middellange termijn. Er is echter meer onderzoek nodig om te bepalen of KD vergelijkbare gunstige effecten op de langere termijn heeft en of KD op korte termijn blijvende metabolische voordelen kan bieden.

Marijke de Waal Malefijt

Lees ook Keto-Detox: afvallen en ontgiften.

Het boekje Keto-Detox kost € 12,95 en is te bestellen via bol.com en www.jouwvoeding.com.
De auteur Anna Kruyswijk werkte 30 jaar als (natuur-)arts, waarvan 20 jaar met detox voor patiënten. Sinds 2008 promoot zij preventie in de vorm van lezingen en onderwijs, vanuit haar organisatie Jouw Voeding.

Doelgroep zijn de consument en sporter, ter verkenning van de mogelijkheden van een Keto-Detox kuur, en de professional om in te zetten voor de eigen detox-praktijk.
Het boek ‘Keto-Detox’ verheldert de achtergronden en gevolgen van een toxische belasting, en neemt de lezer mee in het hoe en waarom van de Keto-Detox aanpak.

Voedingsdeskundigen over het ketogeen dieet

Anna Kruyswijk-van der Heijden over ketogeen dieet.
Een gemiddeld Nederlands dieet met een energieverdeling van 30 en% vet, 55 en% KH en 15 en% eiwitten sluit het bereiken van ketose uit, want onze cellen hebben een preferentie voor glucoseverbranding boven vetzuurverbranding en eiwitverbranding. Wil men in ketose komen, dan zal de koolhydraatintake dus drastisch omlaag moeten en de vetzuurintake omhoog. De grote voordelen van het verblijven in ketose zijn preventie van chronische ziekten, verbeterde fysieke en mentale prestatie, meer energie, minder eetbehoefte en bevordering van gewichtsverlies. De onderliggende mechanismen hiervoor zijn een verbeterde mitochondriale functie en efficiënte autofagie en mitofagie, mede door de signaalfunctie van BHB op celniveau, met anti-inflammatoire effecten en verbetering van metabole flexibiliteit.

Augustin K. Mechanisms of action for the medium-chain triglyceride ketogenic diet in neurological and metabolic disorders. Lancet Neurol. 2018;17(1):84-93
Boison D. New insights into the mechanisms of the ketogenic diet. Curr Opin Neurol. 2017 Apr;30(2):187-192
Newman JC. et al. Ketone bodies as signaling metabolites. Trends Endocrinol Metabol 2014;25(1):42-52
Puchalska P. et al. Multi-dimensional roles of ketone bodies in fuel metabolism, signaling, and therapeutics. Cell Metab . 2017; 25(2): 262–284
Hall KD et al. Ultra-processed diets cause excess calorie intake and weight gain: An inpatient randomized controlled trial of ad libitum food intake. Cell Metab. 2019;
Monteiro CA et al. Ultra-processed products are becoming dominant in the global food system. Obesity reviews 2013;21-28
DiNicolantonio JJ. et al. Fructose-induced inflammation and increased cortisol: A new mechanism for how sugar induces visceral adiposity. Prog Cardiovasc Dis. 2018;61(1):3-9
Kennedy RC et al. Propagation of Pericentral Necrosis During Acetaminophen-Induced Liver Injury: Evidence for Early Interhepatocyte Communication and Information Exchange. Toxicol Sci. 2019;169(1):151-166
Saihara K. et al. Pyrroloquinoline Quinone, a Redox-Active o-Quinone, Stimulates Mitochondrial Biogenesis by Activating the SIRT1/PGC-1α Signaling Pathway. Biochemistry. 2017;56(50):6615-6625
Pettegrew JW. et al. Acetyl-L-carnitine physical-chemical, metabolic, and therapeutic properties: relevance for its mode of action in Alzheimer’s disease and geriatric depression. Mol Psych 2000;5:616–632
Traina G. The neurobiology of acetyl-L-carnitine. Front Biosci (Landmark Ed). 2016;21:1314-29
Bagade A. et al. Berberine for Cardiovascular Benefits. J Restorative Medicine 2017;6(1):37-45

Juglen Zwaan over Ketogeen dieet.
Een ketogeen dieet kan heel goed werken voor mensen met overgewicht of diabetes, of voor mensen die hun stofwisselingsgezondheid willen verbeteren. Het is misschien minder goed voor topsporters of mensen die veel spieren willen kweken of willen aankomen in gewicht. En net als elk dieet werkt het alleen als je consequent bent en je je er lange tijd aan houdt. Maar alles bij elkaar zijn er maar weinig dingen zo goed bewezen op voedingsgebied als de sterke gunstige effecten van een ketogeen dieet op de gezondheid en op gewichtsverlies.
7 nadelen van het ketogeen dieet.
1. Kan leiden tot de ketogriep
2. Kan je nieren belasten
3. Kan problemen met de spijsvertering en veranderingen in de darmbacteriën veroorzaken
4. Kan leiden tot tekorten aan voedingsstoffen
5. Kan gevaarlijk lage bloedsuikerspiegel veroorzaken
6. Kan de gezondheid van de botten schaden
8. Kan je risico op chronische ziekten en vroegtijdig overlijden verhogen

10 tekenen en symptomen dat je in ketose bent.
1. Slechte adem
2. Gewichtsverlies
3. Toename van ketonen in het bloed. ‘nutritionele ketose’ (ketose door voeding) als de hoeveelheid bloedketonen tussen de 0,5-3,0 mmol/l ligt.
4. Verhoogd niveau van ketonen in adem of urine
5. Afname van eetlust
6. Meer focus en energie
7. Kortdurende vermoeidheid
8. Kortdurende afname van prestaties
9. Spijsverteringsproblemen
10. Slapeloosheid

Rineke Dijkinga over het ketogene dieet.
Een hype waar menigeen zijn toevlucht toe neemt om kilo’s kwijt te raken en zijn stofwisseling te resetten? Bejubeld om zijn voordelen? Of kleven er ook nadelen aan?
Het ketogeen is lang niet voor iedereen geschikt. Als je het overweegt zou mijn advies zijn om je vakkundig te laten begeleiden.

Ir. Ralph Moorman over ketogeen dieet.
Een ketogeen dieet inzetten om af te vallen vind ik zelf niet zo interessant, omdat er veel andere wegen naar Rome zijn, die ik veiliger vind en minder aanpassingen vergen. Zo baart het mij zorgen dat de schildklierwerking en de balans in darmflora ondermijnd kan worden wanneer dit dieet langer dan een paar maanden strikt wordt volgehouden.
Zelf vind ik het ketogene dieet een interessante interventie bij epilepsie, Parkinson en andere problemen op hersenniveau. Wel is het voor mij nog steeds de vraag of het sterk verlagen van de koolhydraatinname tot het niveau waarop ketonen ontstaan wel het aanpakken van de echte oorzaak is (causaal).

Voedingscentrum over ketogeen dieet.
Of een ketogeen dieet gezond is om te volgen hangt van verschillende dingen af. Bij gezonde volwassenen lijkt ketose op de korte termijn geen grote gezondheidsrisico’s met zich mee te brengen. Het volgen van een ketogeen dieet kan wel klachten geven zoals bijvoorbeeld moeheid, misselijkheid, hoofdpijn, haaruitval, hartkloppingen, kramp in je benen en verstopping in je darmen. De effecten van het ketogeen dieet op gewicht en gezondheid op de lange termijn zijn onbekend. We kunnen dus niet zeggen of het volgen van een ketogeen dieet voor langere tijd gezond is of niet.