Monday, November 16, 2015

Keton dan Ketosis: bentuk Fisiologis dan patologis

Keton adalah senyawa yang memiliki struktur kimia khusus. Gambar di bawah ini (dari: Wikipedia) menunjukkan struktur kimia dari berbagai jenis keton. Seperti yang Anda lihat, semua keton berbagi kelompok karbonil; itu adalah O = bagian dari struktur kimianya. Sebuah kelompok karbonil adalah atom oksigen double-terikat pada atom karbon.



Secara teknis, banyak zat dapat diklasifikasikan sebagai keton. Tidak semua yang terlibat dalam proses metabolisme yang sama pada manusia. Misalnya, fruktosa secara teknis keton, tetapi tidak salah satu dari tiga keton utama yang dihasilkan oleh manusia dari macronutrients makanan (dibahas di bawah), dan tidak dimetabolisme dengan cara yang sama seperti tiga keton utama.

Manusia, serta sebagian vertebrata lainnya, menghasilkan tiga keton utama (juga dikenal sebagai badan keton) dari macronutrients diet. Ini adalah aseton, asetoasetat dan beta-hidroksibutirat. Diet rendah karbohidrat cenderung mempromosikan deplesi glikogen, yang pada gilirannya menyebabkan peningkatan produksi keton ini. Glikogen disimpan dalam hati dan otot. Hati glikogen digunakan oleh tubuh untuk menjaga kadar glukosa darah dalam kisaran yang sempit di negara berpuasa. Contoh diet yang cenderung mempromosikan deplesi glikogen adalah Diet Atkins dan Kwasniewskis Optimal Diet.

Sebuah pencarian untuk artikel tentang ketosis di database ilmiah biasanya kembali sejumlah besar artikel yang berhubungan dengan ketosis pada sapi. Mengapa? Alasannya adalah bahwa ketosis mengurangi produksi susu, baik oleh mengurangi jumlah lemak dan glukosa yang tersedia untuk sintesis susu. Bahkan, ketosis disebut sebagai penyakit pada sapi.

Pada manusia, sebagian besar artikel tentang ketosis lihat ketosis patologis (alias ketoasidosis), terutama dalam konteks diabetes yang tidak terkontrol. Satu pengecualian adalah sebuah artikel oleh Williamson (2005), dari mana tabel di bawah ini diambil. Tabel menunjukkan konsentrasi keton dalam darah di bawah berbagai keadaan, dalam mmol / l.



Seperti yang Anda lihat, konsentrasi yang relatif tinggi keton terjadi pada bayi baru lahir (neonatus), pada orang dewasa pasca-latihan, dan pada orang dewasa yang diberi diet tinggi lemak. Secara umum, diet tinggi lemak adalah diet rendah karbohidrat, dan diet karbohidrat tinggi adalah diet rendah lemak. (Satu sesekali melihat diet yang tinggi di kedua karbohidrat dan lemak;. Yang tampaknya sangat baik untuk meningkatkan lemak tubuh dan sehingga mengurangi masa hidup diet ini tampaknya populer di kalangan pegulat sumo, di mana genetika dan olahraga berat biasanya melawan efek diet negatif.)

Situasi di mana ketosis terjadi pada bayi baru lahir (neonatus), pada orang dewasa pasca-latihan, dan pada orang dewasa diberi diet lemak tinggi merupakan contoh dari fisiologis, atau jinak, ketosis. Keton juga ditemukan dalam konsentrasi rendah pada orang dewasa yang diberi diet standar Amerika.

Keton ditemukan dalam konsentrasi yang sangat tinggi pada orang dewasa dengan diabetes yang tidak diobati. Ini adalah contoh dari ketosis patologis, meskipun keton diproduksi sebagai bagian dari mekanisme kompensasi pelindung glukosa cadang untuk sel-sel darah otak dan merah (yang perlu glukosa untuk berfungsi dengan baik). Ketosis patologis menyebabkan serum kadar keton yang dapat sebanyak 80 kali (atau lebih) yang ditemukan di ketosis fisiologis.

Konsentrasi keton serum meningkat secara proporsional untuk penurunan glikogen yang disimpan dan, ketika glikogen rendah atau tidak ada, berkorelasi kuat (dan berbanding terbalik) dengan kadar glukosa darah. Dalam ilmu pelet jarak jauh beberapa individu glikogen praktis absen karena kondisi genetik yang menyebabkan kekurangan glikogen sintase hati. Ini adalah kekurangan enzim yang mempromosikan sintesis glikogen oleh hati. Gambar di bawah (juga dari Williamson, 2005) menunjukkan variasi dalam kadar glukosa dan keton pada anak dengan defisiensi glikogen sintase.



Apa yang terjadi dengan anak ini? Williamson menjawab pertanyaan ini: Ini adalah kepentingan anak khusus ini tidak mengalami efek buruk dari paparan setiap hari untuk konsentrasi tinggi badan keton, menggarisbawahi peran mereka sebagai substrat normal untuk otak bila tersedia.

Tidak seperti glukosa dan lemak lipoprotein-terikat (dalam VLDL, misalnya), keton yang tidak terpakai tidak dapat dikonversi kembali ke zat yang dapat disimpan oleh tubuh. Jadi kelebihan keton dieliminasi dalam urin; menyebabkan deteksi mereka dengan berbagai tes, misalnya, tes Ketostix. Ini penghapusan keton yang tidak terpakai dalam urin adalah salah satu alasan mengapa diet rendah karbohidrat diyakini menyebabkan hilangnya lemak tubuh ditingkatkan.

Singkatnya, keton yang hadir dalam darah sebagian besar waktu, pada kebanyakan orang, apakah mereka pada diet ketogenik atau tidak. Jika mereka tidak muncul dalam urin, itu tidak berarti bahwa mereka tidak hadir dalam darah; meskipun biasanya berarti bahwa konsentrasi mereka dalam darah tidak terlalu tinggi. Seperti glukosa, keton larut dalam air, sehingga beredar dalam darah tanpa perlu operator (misalnya albumin, yang diperlukan untuk pengangkutan asam lemak bebas, dan VLDL, diperlukan untuk pengangkutan trigliserida). Seperti glukosa, mereka digunakan sebagai sumber energi oleh otak dan oleh jaringan otot.

Telah berspekulasi bahwa ketosis menyebabkan penuaan dipercepat, melalui pembentukan glycation produk akhir canggih (AGEs), spekulasi yang tampaknya sebagian besar tidak berdasar (lihat posting ini). Sulit untuk percaya bahwa proses metabolisme yang universal ditemukan pada bayi dan orang dewasa pasca-latihan akan telah disukai oleh evolusi jika menyebabkan penuaan dipercepat.

Referensi:

Williamson, D.H. (2005). Ketosis. Encyclopedia of Human Nutrition, 91-98.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya