Екзогенни кетони: какво представляват

Терминът „екзогенни кетони" означава кетонни тела, набавени отвън, чрез хранителни добавки или напитки. За разлика от тях, ендогенните кетони са тези, които организмът произвежда самостоятелно в черния дроб при условия на ограничен прием на въглехидрати, продължително гладуване или интензивна физическа активност. 

Интересът към екзогенните кетони през последните години е провокиран от множество открития показващи, че кетонните тела не са просто алтернативен източник на енергия за организма по време на гладуване или кетогенна диета, а изпълняват и ролята на сигнални молекули, влияещи върху клетъчния метаболизъм, възпалението и междуклетъчната комуникация на практически всеки орган.

Приемът на екзогенни кетони позволява достигане на състояние на кетоза (повишени нива на кетонни тела в кръвта) в рамките на минути, без да е необходима промяна в диетата или продължително гладуване.

Как се образуват в организма

Кетонните тела са група от три съединения: бета-хидроксибутират, ацетоацетат и ацетон. Те се образуват в митохондриите на чернодробните клетки чрез процес, наречен кетогенеза, при който мастните киселини се разграждат до ацетил-КоА и след това се превръщат в кетонни тела. Този процес се активира при ниски нива на инсулин и изчерпани запаси от гликоген - условия, характерни за продължително гладуване, много нисък въглехидратен прием или продължително физическо натоварване.

Основното кетонно тяло в кръвообращението е бета-хидроксибутиратът (BHB), който съставлява приблизително 78% от циркулиращите кетони. Именно BHB е молекулата, която се доставя чрез повечето хранителни добавки с екзогенни кетони. 

BHB преминава кръвно-мозъчната бариера и се използва като енергиен субстрат от мозъка, сърцето, мускулите и бъбреците. При нормални условия мозъкът разчита почти изцяло на глюкоза, но при кетоза може да покрие до 60–70% от енергийните си нужди от кетони.

За достигане на ендогенна кетоза обикновено са необходими 3 до 7 дни строго ограничаване на въглехидратите (под 20–50 g дневно). Екзогенните кетони заобикалят този процес, като доставят готов BHB директно в кръвообращението, повишавайки кетонните нива в рамките на 15 до 60 минути след приема.

Видове

Екзогенните кетони се предлагат в няколко основни форми, които се различават по химичната си структура, фармакокинетиката, степента на повишаване на кетоните в кръвта и профила на поносимост.

• Кетонни соли (ketone salts)

При тях молекулата на бета-хидроксибутират (BHB) е свързана с минерал – натрий, калий, калций или магнезий. Кетонните соли са най-разпространената и достъпна форма екзогенни кетони на пазара. Те повишават умерено нивата на BHB в кръвта – обикновено до 0.5–1.5 mmol/L, което се определя като лека до умерена хранителна кетоза. 

Основният им недостатък е високото съдържание на минерални соли, което при по-високи дози може да причини стомашно-чревни оплаквания, като спазми, подуване и диария. Повечето кетонни соли на пазара съдържат рацемична смес от D-BHB и L-BHB в съотношение 50:50. Организмът произвежда и използва преференциално D-BHB изомера, докато L-BHB не е основен енергиен субстрат, което означава, че значителна част от активното вещество в тези продукти е метаболитно неефективна.

• Кетонни естери (ketone esters)

Представляват бета-хидроксибутират (BHB), свързан чрез естерна връзка с алкохол – най-често R-1,3-бутандиол. След поглъщане, ензимите в стомашно-чревния тракт и черния дроб разкъсват естерната връзка и освобождават чист, биоидентичен D-BHB директно в кръвообращението. 

Кетонните естери повишават нивата на кетоните в кръвта значително по-осезаемо от солите (до 3–6 mmol/L), което ги поставя в диапазона на терапевтичната кетоза. Именно кетонните естери се използват в по-голямата част от контролираните клинични проучвания. Основните им недостатъци са силно горчивият и неприятен вкус, както и по-високата цена в сравнение с кетонните соли.

• Кетонни прекурсори (ketone precursors)

Към тази категория спада R-1,3-бутандиолът, приеман самостоятелно (не като част от естер). Той не е кетон, а алкохол, който се абсорбира в червата, транспортира се до черния дроб и там се превръща в BHB чрез бета-окисление. 

Процесът е по-бавен, като повишаването на кетоните настъпва след 30 до 90 минути. R-1,3-бутандиолът може да предизвика лек опияняващ ефект, подобен на алкохола, макар той да е значително по-слаб от етанола. МСТ маслото (средноверижни триглицериди, предимно каприлова киселина) също попада в тази категория, тъй като мастните киселини с къса верига се метаболизират бързо в черния дроб до кетони.

Разликата между тези форми е от огромно значение при избора на продукт. Кетонните естери осигуряват най-бързо и значимо повишаване на бета-хидроксибутират, но за ежедневна суплементация кетонните соли са по-достъпни и по-лесни за употреба, макар и с по-умерен ефект. 

Потенциални ползи при прием

Научните данни показват, че екзогенните кетони имат потенциални ползи в няколко основни направления, макар че за много от тях доказателствата все още се намират на етап предклинични изследвания или малки клинични проучвания.

• Понижаване на кръвната захар

Систематичен преглед и мета-анализ, публикуван в Journal of Nutrition през 2022 г., анализира данните от множество проучвания и установява, че екзогенните кетони понижават кръвната захар. Предполагаемите механизми включват намалено производство на глюкоза от черния дроб (при прием на гладно) и повишена инсулинова чувствителност (при прием заедно с храна). Проучвания при здрави хора, при хора със затлъстяване и при хора с нарушен глюкозен толеранс показват, че еднократният прием на кетонен моноестер намалява повишаването на кръвната захар след перорален глюкозотолерантен тест. 

Тези данни насочват към потенциално терапевтично приложение на екзогенните кетони при предиабет и диабет тип 2, но дългосрочните данни при тези популации все още са ограничени.

• Потискане на апетита

Проучване, публикувано в списание Obesity през 2018 г., изследва ефекта на кетонен естер върху апетита при 15 здрави доброволци с нормално тегло. Приемът на кетонен естер повишава нивата на бета-хидроксибутират от 0.2 до 3.3 mmol/L след 60 минути. Кетонният естер значимо потиска нивата на грелин (хормона на глада) между втория и четвъртия час след приема, а също така потиска субективните усещания за глад и желание за хранене. Към момента наличните данни са от краткосрочни проучвания, като дългосрочната ефективност на екзогенните кетони за контрол на апетита и теглото все още не е потвърдена.

• Сърдечно-съдово здраве

Систематичен преглед, публикуван в Journal of Clinical Medicine през 2024 г., анализира данните от предклинични и клинични проучвания и заключава, че екзогенните кетони могат да имат значими благоприятни ефекти върху кардиомиоцитите (сърдечните мускулни клетки) и бета-клетките на панкреаса. 

Едно от рандомизираните контролирани проучвания установява, че хроничната суплементация с екзогенни кетони може да намали систоличното артериално налягане. Интересен е и фактът, че SGLT2 инхибиторите (клас медикаменти за диабет тип 2, като дапаглифлозин и емпаглифлозин), които демонстрираха изненадващи кардиопротективни ефекти в мащабни клинични проучвания, повишават именно нивата на BHB, което навежда на мисълта, че част от техния благоприятен ефект може да бъде медииран от кетозата.

• Когнитивна функция

BHB преминава кръвно-мозъчната бариера и служи като алтернативен енергиен субстрат за невроните. Клинични проучвания при хора показват потенциал на екзогенните кетони да подобрят определени аспекти на когнитивната функция, което ги прави обект на интерес при лечението на невродегенеративни заболявания. При болестта на Алцхаймер мозъкът демонстрира намалена способност да използва глюкоза (състояние, определяно като „мозъчна инсулинова резистентност"), но запазва способността да окислява кетони. 

Именно затова приемът на екзогенни кетони се изследва като опция за осигуряване на алтернативен източник на енергия за мозъка при тези пациенти. 

• Физическа производителност

Въпросът дали екзогенните кетони подобряват спортните постижения остава противоречив. Ранните проучвания при елитни колоездачи показват потенциално подобрение на издръжливостта при прием на кетонен моноестер заедно с въглехидрати. 

Последващи проучвания обаче дават смесени резултати и не установяват ползи за издръжливостта. Един от възможните проблеми е, че екзогенните кетони могат да потиснат ендогенната липолиза, което потенциално ограничава мобилизацията на мастните киселини като гориво по време на продължително натоварване. 

Странични ефекти и предпазни мерки

Екзогенните кетони се считат за безопасни при краткосрочна употреба. Американската агенция по храните и лекарствата (FDA) е класифицирала няколко от тях като общопризнати за безопасни (GRAS). Въпреки това, при тяхната употреба могат да се наблюдават определени странични ефекти:

• Стомашно-чревни оплаквания

Това е най-честият страничен ефект, който се наблюдава при кетонните соли. Високото съдържание на минерални йони (натрий, калий, калций, магнезий) може да предизвика спазми, подуване, гадене и диария. Кетонните естери също могат да причинят стомашен дискомфорт, макар и по различен механизъм – основно поради горчивия вкус, който провокира гадене.

• Неприятен вкус

Кетонните естери се характеризират с изключително горчив и неприятен вкус, който е сред основните бариери за придържане към по-продължителен прием. По-новите формули са разработени именно с цел подобряване на вкусовия профил.

• Електролитен дисбаланс

При кетонните соли значителният прием на натрий или калий може да бъде проблемен при хора с артериална хипертония, бъбречни заболявания или сърдечна недостатъчност. При тези пациенти приемът на кетонни соли трябва да бъде съгласуван с лекуващия лекар.

• Лек опияняващ ефект

R-1,3-бутандиолът (използван самостоятелно или като компонент на кетонни естери) може да предизвика лек опияняващ ефект, подобен на алкохол. Макар че този ефект е значително по-слаб от етанола, той може да е нежелан при определени дейности, изискващи пълна концентрация.

• Взаимодействие с медикаменти за диабет

Тъй като екзогенните кетони понижават кръвната захар, пациентите, приемащи инсулин или перорални антидиабетни медикаменти, трябва да бъдат особено внимателни, за да се избегне хипогликемия. Консултация с ендокринолог е задължителна преди започване на суплементация с екзогенни кетони при диабет.

• Кетоацидоза

При здрави хора екзогенните кетони не предизвикват кетоацидоза, тъй като инсулинът поддържа регулацията на кетонното производство. При пациенти с диабет тип 1, при които инсулиновата секреция е компрометирана, съществува теоретичен риск от диабетна кетоацидоза – потенциално животозастрашаващо състояние. Екзогенните кетони са категорично противопоказани при диабет тип 1 без изрична медицинска консултация.

За кого са подходящи 

Екзогенните кетони могат да бъдат подходящи за хора, следващи кетогенна или нисковъглехидратна диета, които искат да поддържат кетоза; за хора, практикуващи периодично гладуване, при които кетонните добавки могат да улеснят периода на гладуване; за спортисти, които търсят алтернативни източници на енергия и за хора с метаболитен синдром или предиабет, при които понижаването на кръвната захар е от значение, но само след консултация с лекуващия лекар.

Екзогенните кетони не са препоръчителни за пациенти с диабет тип 1 (поради риска от кетоацидоза), за пациенти с тежки бъбречни заболявания (поради електролитния товар при кетонните соли), за бременни и кърмещи жени (поради липсата на достатъчни данни за безопасност) и за пациенти, приемащи инсулин или сулфонилурейни препарати (поради риска от хипогликемия).

При всяко съмнение за наличие на метаболитно заболяване или при прием на лекарства, повлияващи кръвната захар, решението за суплементация с екзогенни кетони трябва да бъде обсъдено с медицински специалист. 

Източници:

1. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9526861/ - Effects of Exogenous Ketone Supplementation on Blood Glucose: A Systematic Review and Meta-analysis

2. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10103874/ - Exogenous ketone supplementation: an emerging tool for physiologists with potential as a metabolic therapy

3. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5813183/ - A Ketone Ester Drink Lowers Human Ghrelin and Appetite

4. https://www.mdpi.com/2077-0383/13/23/7391 - Exogenous Ketones in Cardiovascular Disease and Diabetes: From Bench to Bedside

5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32193016/ - Impact of ketosis on appetite regulation — a review

6. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12566606/ - Divergent Hepatic Outcomes of Chronic Ketone Supplementation

7. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11021706/ - Editorial: Emerging aspects of ketone metabolism in health and disease

8. https://en.wikipedia.org/wiki/Exogenous_ketone - Exogenous ketone — Wikipedia