Ketoosi on sekasyöjien suojamekanismi nälänhätää vastaan. Kaikki solut, ja varsinkin aivot, käyttävät pääasiallisena energianlähteenä glukoosia. Kun ruokavaliosta loppuu sokerit, hiilihydraatit, niin me kuolisimme, jos ei olisi turvamekanismia. Ja se on ketoosi.

Tarkemmin sanottuna ketoosi on tila, jossa solujen energia tuotetaan ketoaineilla glukoosin sijaan. Varsinkin laihdutuspiireissä paljon hoettu lause, ja vakiomateriaalia karppaajien, VHH-ruokavaliota hehkuttavien sekä kivikautisella ruokavaliolla elävien mainosmateriaalissa.

Normaalissa tilanteessa maksan glykolyysi tuottaa glukoosin veren kuljetettavaksi kaikkialle kehoon. Kun hiilihydraatteja ei ole tarpeeksi, jniin tilalle tulee ketoosi. Siinä maksa alkaa ketogeneesilla kovemmalla tahdilla metabolisoimaan rasvaa energiaksi ja tuottamaan rasvahapoista ketoaineita (ketoneita) glukoosin tilalle.

Useimmat solut pystyvät käyttämään energiaksi glukoosia ja ketoneita. Ne loput pärjäävät suoraan keskipitkillä triglysereillä (rasvalla) tai sitten niille on toimitettava pelkkää glukoosia. Vaikka ollaan ketoosissa, ja hiilihydraateista on pulaa glukoosin tuottamiseen, niin maksa tekee hieman glukoosia, ilman hiilihydraatteja, juurikin niiden solujen tarpeeseen, jotka eivät muuta energiaa pysty käyttämään. Tätä kutsutaan glukoneogeneesiksi.

Glukoneogeneesi

Kun elimistössä insuliini laskee ja glukagoni (insuliinin vastavaikuttaja, lisää glukoosin eritystä vereen) nousee, niin elimistön energiavarantoja aletaan purkamaan, siirrytään kataboliseen (purkavaan) tilaan. On siis nälkä. Jos ruokaa ei ole saatavilla (tai on todella akuutti tarve, kuten rasituksessa), niin glukoneogeesi käynnistyy. Ei tosin aivan heti ensimmäisen näläntunteen myötä, koska maksassa on glukoosivarastoja ainakin 12 tunniksi, enintään noin 24 tunniksi.

Lihasten glukoosivarastot, eli soluissa piileskelevä varastomuoto glykogeeni (eläinten ”tärkkelys”) voivat loppua nopeastikin. Ei siihen tarvita kuin kovaa rääkkiä anaerobisella rasituksella. Nuo varastot täytetään nopeasti maksan avulla, jonka takia lyhyt palautus viimeisetkin voimavarat vieneestä sarjasta riittää siihen, että voidaan tehdä toinen sarja. Kun kaikki varastot on käytetty loppuun, niin elimistö ei anna enää liikkua ja romahdetaan. Siksi huippu-urheilijat voivat tipahtaa jaloiltaan maalin jälkeen ja pienen toipumisajan jälkeen nousevat tuulettamaan (jos voittivat, muuten poistuvat pää painuksissa pukukoppiin).

Glukoneogeneesissä maksa valmistaa glukoosin vapaista aminohapoista (ja jos niitä ei ole, koska vapaiden pooli on niin pieni, niin puretaan lihaksistoa), rasvojen glyserolista keskipitkien rasvahappojen kautta sekä maitohaposta (ja ei, edelleenkään ruuasta saatu maitohappo hapankaalin tai Molkosanin kautta ei kelpaa).

Kun glukoneogeneesin tuottama glukoosi ei riitä, niin elimistö korjaa energiavajetta käynnistämällä rinnalle ketogeneesin.

Ketogeneesi

Ketogeneesi, jonka aiheuttamaa tilaa kutsutaan ketoosiksi, valmistaa ketoneita, eli ketoaineita kahta tietä. Joko ne syntyvät keskipitkien rasvahappojen avulla tai ketogeenisistä aminohapoista.

Yksinkertaistaen, kun hiilihydraatit on jätetty pois:

• ketoneja muodostetaan, kun löytyy riittävästi ketogeenisiä aminoja sekä rasvaa
• glukoosia muodostetaan, kun löytyy riittävästi glukogeenisia aminoja sekä rasvaa

Ketonit korvaavat siten solujen energiasaannit, joka on loppunut glukoosivajeen takia. Ainakin osaksi, sillä aivot tarvitsevat energiantarpeesta noin 40 % glukoosina. Myös punasolut voivat käyttää vain glukoosia. Nippelitietona, jota voi käyttää työpaikan kahvipöytäkeskusteluissa hiljaisuuden synnyttämiseen: jos solulla ei ole mitokondriaa, niin se voi käyttää vain glukoosia.

Lievä ketoosi voi käynnistyä nopeastikin, mutta yleensä ”täyteen” ketoosiin pääsyyn vaaditaan muutaman päivän paasto tai hiilihydraattivaje.

Ketogeenisiä aminohappoja ihmisellä ovat leusiini ja lysiini. Ketogeenisiä ja glukogeenisia aminohappoja ovat fenyylialaniini, isoleusiini, treoniini, tryptofaani ja tyrosiini. Loput aminohapoista ovat glukogeenisia.Joten jos haluaa tukea ketoosia, niin pitäisi syödä ruokia, joissa on paljon leusiinia ja lysiiniä, sekä täydentää molempiin energian tuottotapoihin osallistuvia. Loput ovat sitten auttamassa glukoosin valmistamista ja jos se halutaan rampauttaa, niin niitä pitäisi välttää.

Koska aminohapot ovat ruuassa ”pakettina”, niin moinen lisääminen ja poistaminen ei ole mahdollista – ellei siirry syömään pelkkiä aminohappovalmisteita. Joten ainoaksi tavaksi jää keskittyminen leusiinia ja lysiiniä paljon sisältäviin ruoka-aineisiin, kuten syödä paljon lihaa ja välttää leusiini- ja lysiinivajaita, kuten viljoja. Kuulostaako tutulta koirien ruokinnassa?

Ketoneita on useita, mutta tärkeimmät ovat asetoni (josta voidaan myös valmistaa glukoosia), asetoasetaattihappo ja beta-hydroksibutyraatti. Ei tuolla tiedolla arjessa mitään tee, mutta selittää miksi ketoosissa olevan ihmisen hengitys haisee asetonilta. Oleellinen tieto kylläkin ykköstyypin diabeetikon kohdalla, koska hengityksen haju saattaa kertoa ketoasidoosista, happomyrkytyksestä.

Laihtuminen

Ketogeenisten dieettien idea laihdutuksessa perustuu kahteen tavoitteseen. Tai ideaan, jos aito toteutus jää puolitiehen.

Ensimmäinen on ketoosi, jossa ollaan aidosti energiavajeessa ja elimistö pyrkii tasoittamaan tilannetta (kauniimpi ilmaisu merkityksellä pitää hengissä, ettei kuolla nälkään) lisäämällä kehon rasvavarantojen käyttöä. Aletaan siis hyödyntämään ja polttamaan rasvaa.

Kun glykolyysissä insuliinin erittyminen on korkeaa, niin se lisää ylimääräisen energian varastointia. Lihotaan, koska läskiä tehdään lisää. Se on yksi insuliinin perustehtävistä henkiinjäämisen turvaamisessa. Samalla insuliini estää varastorasvan purkamista, joka on pelkästään järkevää, koska energiaa saadaan riittävästi ruuasta.

Lihominen ei kuitenkaan johdu insuliinista, vaan että ruuassa on liikaa kaloreita. Kakkostyypin diabetes, tai ylipäätään elimistön solujen kyllääntyminen jatkuvasti koholla olevaan insuliiniin ja siitä aiheutuvaan metaboliseen oireyhtymään, ei myöskään johdu insuliinista. Syy on siinä, että syödään liikaa ja liian usein, eikä kuluteta. Joten insuliinin syyllistäminen saisi loppua, sillä se on yksi kehon tärkeimmistä hormoneista. Insuliini on seuraus, ei syy.

Toinen liittyy vahvemmin VHH- eli vähähiilihydraattisiin ruokavalioihin, joissa ollaan lievässä ketoosissa tai ei olla ketoosissa ollenkaan. Niiden teho perustuu laihduttamisen tärkeimpään merkitykseen: vähennetään kalorien saantia.

Kun ruokavaliosta

• leikataan ylimäärä sokereita pois,
• pidetään rasva ennallaan tai katetaan vain osa hiilihydraattien energiavajeesta (myös rasvan koostumuksen muuttaminen eläinperäisistä kasvipohjaisiin vaikuttaa, mutta se on jatkokurssimateriaalia; siksi koiran lihottaminen kasviöljyillä on niin vaikeaa),
• mahdollisuuksien mukaan nostetaan proteiinien saantia, joita ei edelleenkään käytetä energiaksi tai muuteta läskiksi kuin poikkeustilanteissa,
• lisätään mm. kuidun määrää vähäenergisillä kasviksilla, marjoilla ja pähkinöillä

niin laihtuuhan siinä pakostakin. Samaan pääsee normaalilla lautasmallilla, kun syö hieman vähemmän, järkevämmin ja jättää ylimääräiset pois.

Ja kuten aina laihduttamisessa, niin jos ei muuta pysyvästi elintapojaan, niin on aivan se ja sama onko ketoosissa vai VHH-ruokavaliolla hetken, niin jojoiluksi menee, kun vanhaan entiseen palataan rantakuntolaihdutuksen jälkeen.

Pitkään jatkuva ketoosi taasen johtaa lopulta nälkiintymiseen. Ketoosi on kuitenkin sinänsä turvallinen tila, kun se ei johdu pitkästä energiavajeesta, vaan hiilihydraattien vähyydestä. Lisäksi ihmiset vaihtavat luonnostaankin glykolyysistä ketoosiin ja takaisin, mm. rasituksen tai kiireen takia unohtuneen syömisen takia. Tai popsiessaan pitkään pelkkää lihaa.

Kaikki ihmiset eivät edes pääse kunnolla ketoosiin, vaan heillä gluKoneogeneesi on niin tehokas, että ketoaineita ei saada keto-stcksien kanssa mitattua.

Inuiitit ja eskimot

Pohjoisia metsästäjiä käytetään usein esimerkkinä ketoosin hyödyllisyydestä tai turvallisuudesta. Heidän ruokavalionsa perustuu vahvasti eläinperäiseen ravintoon ja rasvan käyttöön. Luontaisia VHH-ruokavalion käyttäjiä siis ja siksi inuiittien ja eskimoiden parissa hoikkuus on yleisempää kuin liikalihavuus.

Paino voidaan ohittaa. He elävät fyysisesti rasittavaa elämää, eikä ruokaa ole aina riittävästi. Ei ennen sotia suomalaisessa työtätekevässä väestössä liikalihavuus ollut ongelma, eikä kukaan siksi perustele ketoosin etuja.

Pohjoiset metsästäjäkansat eivät elä ilman hiilihydraatteja. Yleinen harhakäsitys, että sokereita ei lihapohjaisessa ravinnossa ole. Heidän käyttämillään riistaeläimillä on korkea solujen varastosokeripitoisuus ja vaikka glykogeeni on huonosti sulavaa (siksi hevonen ei ole järkevin ruokavaihtoehto vatsastaan herkille koirille), niin määrä korvaa laadun. Lisäksi he syövät eläinten vatsalaukun sisältöä, jossa on suuri määrä puoliksi sulanutta kasvismateriaalia, joten tärkkelyksen huono sulavuus ei ole kysymysmerkki. Sudet eivät syö hirven vatsalaukkua, mutta eskimon mielestä se on herkkua – mitään ei hukata.

Inuiitit ja eskimot eivät elä ketoosissa. Edellä mainittujen ravintokysymysten lisäksi asiaan vaikuttaa evoluutia. Pohjoiset ihmiset sietävät maitosokeria, koska meille on syntynyt entsyymitoiminta sen pilkkomiseen, laktaasi (taas yksi hiilihydraattilähde lisää). Japanilaisilla on geenimuutos, jonka takia heillä on entsyymi, joka kykenee pilkkomaan merilevän proteiineja. Inuiiteilla ja eskimoilla on geenimuutos, joka tehostaa omega-3 rasvahappojen ja yleisemminkin rasvojen hyödyntämistä solujen energiantuotossa. Kyse on sopeutumisesta.

Ketoasidoosi

Ketoosi on luonnollinen tila, joka syntyy liian vähäisestä hiilihydraattien saamisesta – joka sekasyöjällä tarkoittaa myös energiavajetta. Samasta syystä ketoosi on paastossa seuraus.

Ketoasidoosi taasen on pääsääntöisesti ykköstyypin diabetekseen liittyvä tila, jossa veressä on liian korkeat määrät ketoaineita sekä glukoosia. Tila johtaa hoitamattomana mm. asidoosiin. Jos hoitoa ei anneta, niin ihminen vaipuu ensin koomaan ja sitten kuolee.

Ketoaineet ovat happamia, mutta elimistön ja plasman pH:ta säädellään tarkasti hyvin kapealla välillä ja heilahtelut ovat vaarallisia – happamuutta kestetään hetken ja emäksisyyttä ei käytännössä ollenkaan. Joten se pH-hoitojen järkevyydestä. Happamuutta neutralisoivat tärkeimpinä bikarbonaatti ja hengityksessä poistettava hiilidioksidin hiili (tuttuja juttuja, jos olet osallistunut Urheilukoiran palauttaminen -luennolle). Mukana ovat myös vetyionien (joka aiheuttaa happamuuden; koulun kemia on/oli… syvältä) talteenotto kudoksiin, luustosta irroitettava fosfori ja ammoniakki sekä munuaisten toiminta.

Kun ketoaineiden määrä nousee liiaksi, ja pH tipahtaa pidemmäksi aikaa alle 7,35, seuraa asidoosi. Hieman vastaava mekanismi kuin ylirasituksen metabolisessa asidoosissa, mutta syntysyy on eri.

Koirat

Koirat, kuten kaikki petoeläimet, eivät mene ketoosiin. Koska koira ei ole sekasyöjä, ja sen ravinto perustuu hiilidraattiköyhään, vaan rasva- ja proteiinirikkaaseen ravintoon, niin sen glukoneogeneesi on tehokas. Petojen elimistö valmistaa itse kaiken tarvitsemansa glukoosin.

Syntymävegaaneilla asia on hieman toisin. Niillähän ei sinällään ole puutetta hiilihydraateista ja jokainen on sopeutunut omalla tavallaan sulamattoman tärkkelyksen sulattamiseen, naudat märehtivät ja hevosilla on tehokas mikrobituotanto. Toki niilläkin varsinainen energiatuotannon perusta on rasva, mutta toisella tavalla kuin pedoilla. Kasvissyöjät tuottavat rasvahappoja suolistossaan bakteerien avulla sulamattomasta materiaalista. Kun koirien kohdalla puhutaan prebioottien mahdollisista terveyshyödyistä, niin hevosella prebiootit ovat elämän perusedellytys.

Eläinvegaanitkin voivat silti mennä ketoosiin, koiraa helpommin. Yleensä kyse on kuitenkin poikimiseen liittyvästä häiriötilasta, kun kasvava sikiö ylittää emän glukoosin tuottokyvyn. Muitakin syitä on. Niilläkään varsinainen ketoosi ei kuitenkaan ole normaalitila.

Koirilla on tehty ketoosiin liittyviä tutkimuksia, eri syistä. Koska koiraa ei saada sen luonnollisella karppauksella ketoosiin, niin se on aiheutettu lääkkeillä.