Vet en ketonen zijn als…

Stofwisseling

Vet en ketonen maken deel uit van ons metabolisme, ofwel onze stofwisseling. De stofwisseling is het geheel van (bio-chemische) processen in je cellen die er voor zorgen dat je blijft leven. Een belangrijk onderdeel daarvan is de productie, het transport en het gebruik van energie.

Dit is een continu proces waar aan de ene kant energie in wordt gestopt en aan de andere kant energie vrijkomt. De ingaande energie komt van koolhydraten, eiwitten en/of vetten, maar ook van afvalstoffen zoals dode cellen en weefsels. Het is een soort vicieuze cirkel waarbij constant stofjes in je lichaam omgezet worden van de ene vorm naar de andere en weer terug. Letterlijk stof-wisseling dus [1].

Die stofjes bestaan uit allemaal moleculen van dezelfde soort. Moleculen zijn namelijk de kleinste bouwsteentjes die nog de eigenschap van een stof hebben. Oftwel, ieder stofje z’n eigen moleculen. Die moleculen zijn op hun beurt weer opgebouwd uit atomen die met een bepaalde structuur aan elkaar zitten [2]. Het plaatje hieronder laat daar een voorbeeld van zien. Het geheel is één (aceton)molecuul welke opgebouwd is uit verschillende atomen. De bolletjes met dezelfde kleur stellen dezelfde type atomen voor.

Atomen, of groepjes van atomen kunnen zich afsplitsen van een molecuul. Ze kunnen zich ook weer hechten aan andere atomen of groepjes van atomen. Op deze manier verdwijnen moleculen en ontstaan er weer nieuwe. Vergelijk het met een lego-bouwwerk wat een molecuul van een bepaald type voorstelt. Je kunt deze afbreken tot losse steentjes (de atomen).  Maar je kunt het ook gedeeltelijk afbreken en dan een deel van je bouwwerk samenvoegen met andere steentjes. Zo bouw je weer een nieuw type molecuul.

Vet-stofwisseling

Dit is precies wat er gebeurt tijdens de vetstofwisseling. Dit is de stofwisseling die z’n energie krijgt van vetten. Deze vetten bestaan uit vetmoleculen (triglyceriden) en deze worden opgeslagen in onze vetcellen. Overigens hoef je hiervoor niet persé veel vet te eten, want ook koolhydraten die niet direct nodig zijn voor energie, worden opgeslagen als vetten. Als je insuline niveau voldoende laag is, zal je lichaam als het behoefte heeft aan energie, dit vet weer gaan inzetten als energiebron. Dit gebeurt o.a. als je de inname van koolhydraten voldoende beperkt of tijdens vasten.

Afbraak van vetmoleculen

Bij vetverbranding worden onder invloed van enzymen eerst de vetmoleculen, de triglyceriden dus, afgebroken tot een glycerolmolecuul en 3 vetzuurmoleculen. Dit gebeurt in de lever. In deze afgebroken vorm kunnen deze moleculen in het bloed vervoerd worden naar de cellen. Daar kunnen de vetzuren verbrand worden voor energie. Deze verbranding vindt plaats in de mitochondrieën. Dit zijn dus eigenlijk de energiecentrales in onze cellen.

Vetzuren; energie voor de cellen

Bij de vetstofwisseling zijn 3 soorten moleculen betrokken: ADP-, P- en ATP-moleculen.  Door energie toe te voegen aan aanwezige ADP- en P-moleculen kunnen ATP-moleculen gevormd worden. Een ATP molecuul houdt als het ware de energie vast en kan vanuit de mitochondrieën vervoerd worden naar de plek in de cel waar de energie nodig is. Bij aankomst splitsen de ATP moleculen weer in ADP- en P-moleculen, waarbij er weer energie vrijkomt. En hierna kan het spelletje weer opnieuw beginnen.

Energie in onze cellen wordt dus altijd tijdelijk opgeslagen in ATP-moleculen. De energie om ATP te maken kan komen van één van 5 verschillende energiesystemen en het verbranden van vet is er daar één van. Vet is tevens de energiebron waar het lichaam de grootste voorraad van heeft [1], [3], [4], [5], [16].

Glucose; energie voor de rode bloedcellen

Bijna alle cellen kunnen vetzuren op bovenstaande manier verbranden. Rode bloedlichaampjes vormen daar een uitzondering op, omdat ze geen mitochondrieën bevatten.  Rode bloedcellen zijn voor hun energie daarom afhankelijk van de afbraak van glucose [6] wat plaats kan vinden buiten mitochondrieën; in het cytoplasma van de cel. Omdat je rode bloedlichamen glucose nodig hebben, zal je lichaam zelf glucose aanmaken als er geen of onvoldoende glucose uit je voeding komt. Er komt dan een proces op gang dat gluconeogenese heet. Om de glucose te maken worden o.a. de glycerol moleculen gebruikt die afgesplitst zijn van de triglyceriden (vetten).

Ketonen; energie voor de hersenen

Ook de hersenen kunnen geen vetzuren verbranden. Dit komt omdat vetzuren niet door de bloed-hersenbarrière kunnen, omdat ze niet wateroplosbaar zijn [7], [8]. Ze kunnen wel glucose verbranden, maar daar is dan wel veel van nodig. De hersenen zijn namelijk echte energieslurpers. Is er niet veel glucose aanwezig (bijv. doordat je koolhydraatarm eet), dan heeft je lichaam nog een alternatief. En nu komen de ketonen in het spel. Je lichaam kan namelijk ook ketonen maken uit vetzuren. Die zijn wel wateroplosbaar en kunnen daardoor wel door de bloed-hersenbarrière. Ze vormen dan dus de energie voor onze hersenen.

Ketonen worden gevormd in de lever. Er bestaan 3 soorten ketonen, namelijk acetoacetaat (AcAc), bèta-hydroxyboterzuur (BHB) en aceton. Om te beginnen breekt de lever vetzuren af en wordt er acetoacetaat (AcAc) gevormd.  AcAc kan gebruikt worden voor energie of het kan worden omgezet in bèta-hydroxyboterzuur (BHB). Héél strict genomen is BHB geen keton, vanwege z’n molecuulstructuur. Maar het wordt meestal wel een keton genoemd. De derde soort keton is aceton. Deze ontstaat als kooldioxide afgesplitst wordt van AcAc. Aceton kan in principe gebruikt worden om glucose te produceren, maar wordt over het algemeen uitgescheiden via de adem of de urine. Dit geeft de kenmerkende ‘fruitige adem’ waar je, met name in het begin, last van kunt hebben tijdens ketose [9], [15].

Krachtvoer

BHB ketonen zijn krachtvoer voor onze hersenen. Allereerst leveren ze de hersenen energie. De ketolichamen worden in de hersenen weer omgezet in twee acetyl-CoA moleculen. Die worden dan weer gebruikt voor de productie van ATP. Zoals we eerder zagen, bevat ATP de energie. In dit geval voor de hersencellen.

Daarnaast hebben ketonen nog heel veel andere goede eigenschappen. Zo bevorderen ze de aanmaak van BNDF (brain-derived neurotrophic factor). BNDF wordt gezien als het groeihormoon voor onze hersenen. Het zorgt voor de aanmaak van nieuwe hersencellen in de hippocampus, het houdt neuronen levenskrachtig, het versterkt zenuwverbindingen en het stimuleert ons leervermogen en geheugen.  Kortom, sterk spul [10], [11].

Totale ketonen-boost

Overigens worden de ketonen niet alleen door je hersenen gebruikt. Bijna alle organen kunnen ketonen gebruiken als energie. Opnieuw vormen rode bloedcellen een uitzondering, omdat deze geen mitochondrieën bevatten om de ketonen te metaboliseren. Ook de lever zelf kan geen ketonen gebruiken voor z’n energie [12], [9].

Het lichaam krijgt een enorme boost van ketonen. Studies hebben laten zien dat de hersenen en ook het hart 70% efficiënter werken op ketonen dan op glucose. Een ketogene toestand bevordert een scherpe geest en emotionele balans [13].

Het is ook een schonere vorm van verbranding, waarbij veel minder vrije radicalen worden gevormd. Dit is o.a. gunstig voor de huid. Ook verbetert het de gevoeligheid voor de hormonen leptin (dat de verzadigingssignalen reguleert) en insuline. Ketonen zorgen ook voor de aanmaak van extra mitochondrieën in de cellen. En hoe meer mitochondrieën, hoe beter [14]!

Er zijn nog veel andere gezondheidsvoordelen die geassocieerd worden met een ketogeen ‘dieet’. Zie ook de eerdere blogs ‘Waarom zou ik een vetverbrander willen worden?‘ en ‘Aanval op onze welvaartsziekten’.

De kers op de taart

Ketonen zijn dus de kers op de LCHF taart. Niet voor niets worden LCHF en ketogeen vaak door elkaar gebruikt. Toch zijn die twee niet hetzelfde. Voor LCHF bestaat namelijk geen eenduidige definitie. LCHF betekent dat je minder koolhydraten en meer vetten eet, maar daar houdt het een beetje op. Wat de één een LCHF ‘dieet’ noemt, voldoet misschien niet aan de ‘LCHF standaard’ van iemand anders. Door minder koolhydraten te eten en meer vetten, zul je vaker vetten als bron van je energie gaan gebruiken in plaats van glucose. Maar het hoeft je niet per definitie in een continue staat van ketose te brengen.

Een ketogeen dieet is echter zo geformuleerd dat het JOU in een staat van ketose brengt. Voor de meeste mensen geldt dat je daarvoor je koolhydraten flink moet beperken. Ook zul je je inname van eiwitten moeten aanpassen aan wat voor jouw lichaam en bewegingspatroon nodig is o.a. voor spieropbouw. Daar bovenop vul je dan je maaltijden aan met vetten tot je verzadigd bent. Hoeveel koolhydraten dat maximaal zijn per maaltijd of per dag is niet te zeggen. Iedereen reageert anders op voedsel, dus wat een ketogene maaltijd is voor de één, kan een ander helemaal uit ketose brengen. Dit heeft bijvoorbeeld te maken met je insuline-gevoeligheid, maar ook met de samenstelling van je darmflora, het aantal eetmomenten op een dag en hoeveel je beweegt.

Een ketogeen dieet is dus een dieet dat aangepast is aan jou. Om zéker te weten of je in ketose bent, zul je moeten testen op de aanwezigheid van ketonen. Of het noodzakelijk is om dit zeker te weten, dat is aan jou. Je kunt ook gewoon uitgaan van hoe je je voelt. Loop je bijvoorbeeld over van energie en kun je uren zonder eten zonder daar vervelend door te worden, dan geeft dit al een goede indicatie… Zelf merk ik het ook aan een speciaal gevoel op m’n tong. Het zit een beetje in tussen een droge tong en het gevoel wat ik heb als ik m’n tong verbrand heb. Het gaat niet weg door te drinken, maar als ik eet wel. Als ik één of meerdere maaltijden oversla, bijvoorbeeld om te vasten, dan wordt het gevoel ook sterker.

Met andere woorden, als je in ketose wilt raken, zul je moeten experimenteren en uitvinden wat voor jou (het beste) werkt!

Geraadpleegde bronnen

[1] Stofwisseling Kort, maar duidelijk en eenvoudig geschreven artikel over de stofwisseling. Beschrijft de 2 verschillende, elkaar aanvullende processen catabolisme en anabolisme. Catabolisme is het afbreken van macro-nutriënten (en een aantal afvalstoffen) voor energie, die wordt gebruikt voor spieractiviteiten en voor het leveren van brandstof. Anabolisme betreft het proces waarbij voedsel wordt opgeslagen als energie of gebruikt voor groei, voortplanting of verdediging tegen ziekten en infecties.

[2] Molecuul Korte Wikipedia uitleg over moleculen en atomen.

[3] 10 voor Biologie – 12.2.2 Belangrijke stoffen die een rol spelen bij assimilatie en dissimilatie. Biologie lesmateriaal over de stofwisselingsprocessen dissimilatie en assimilatie. Dissimilatie is het proces waarbij ATP (welke in de mitochondrieën gecreëerd is) een fosfaatgroep loskoppelt van het ATP molecuul. Je houdt dan een ADP molecuul en fosfaat over. Hierbij komt energie vrij. Die energie kan dan weer in andere delen van de cel gebruikt worden, voor bijv. de aanmaak van bouwstoffen. Dit wordt assimilatie genoemd. Met behulp van nieuwe energie wordt er van ADP en fosfaat weer ATP gemaakt. Op deze manier kunnen de mitochondrieën voortdurend energie ‘rondpompen’ binnen de cel. Leuk weetje: de ATP- en ADP-moleculen kunnen de cel niet verlaten. Deze worden dus steeds hergebruikt. Je lichaam heeft niet veel meer dan enkele grammen ATP, maar de totale productie (vanuit ADP) bevat per etmaal meer dan 70 kilo!

[4] FIT.nl / Begrippen / Wat is ATP (Adenonsine-tri-fosfaat)? Korte uitleg over ATP. Gebruikt andere termen dan [3] maar het proces komt op hetzelfde neer. Beschrijft hoe energie die vrijkomt door ATP te splitsen in ADP en P (fosfaat) gebruikt kan worden voor spiersamentrekkingen. Dit is echter maar 1 voorbeeld, want de energie wordt ook gebruikt voor allerlei andere processen. Ten opzichte van [3] beschrijft het nog dat er 5 verschillende bronnen zijn om energie te creëren voor het creëren van ATP. Dit geven ze weer met de formule: ADP + P + één van de vijf energiebronnen -> ATP . Uit deze ATP kan dan weer energie voor de cel gecreëerd worden.  Dit zou je dan op eenzelfde manier kunnen uitdrukken met: ATP -> ADP + P + energie.

De vijf energie bronnen zijn splitsingen van creatinefosfaat, glycogeen (splitsing zonder zuurstof), glycogeen (splitsing met zuurstof), vetzuren of eiwitten. Hiervan heeft je lichaam vetzuren verreweg het meeste op voorraad.

[5] Energiegebruik en metabolisme Artikel dat uitleg geeft over de 5 verschillende energiesystemen die energie in de vorm van ATP (Adenosinetrifosfaat) leveren. ATP is de universele energiedrager in het menselijk lichaam. Geeft ook uitleg over welk energiesysteem bij welke soort inspanning voornamelijk gebruik wordt.

[6] Pyruvaatkinase Wikipedia pagina die uitleg geeft over hoe rode bloedlichamen aan hun energie komen. De rode bloedcellen zijn voor hun energievoorziening afhankelijk van de afbraak van glucose. Pyruvaatkinase is een enzym wat daarbij gebruikt wordt.

[7] Fasting and Lipolysis – Part 4 Artikel van Jason Fung over vasten en hoe vetten dan na het opmaken van de glycogeen-voorraden (opgeslagen suiker) voor energie gaan zorgen. Met een plaatje over hoe vetten bestaan uit 3 vetzuren van verschillende lengte en een glycerol ‘backbone’.  Als deze afgebroken worden, kunnen de vetzuren direct door het lichaam gebruikt worden. Uit onderzoek blijkt ook dat bij dagenlang vasten je lichaam steeds meer overgaat op het verbranden van vetzuren en het gebruik van ketonen voor z’n energievoorziening. En het goede nieuws is, dat hierdoor de stofwisseling niet vertraagt door te vasten!

[8] Transport en afbraak van vetten Artikel wat beschrijft hoe vetten in het lichaam afgebroken en weer opgebouwd worden, om ze te kunnen transporteren, opslaan en/of gebruiken o.a. als energie.

[9] Ketone bodies Engelse wikipedia pagina. Zeer uitgebreide uitleg over ketonen en vetmetabolisme.

[10] What are ketones and are they healthy Artikel van Dr. Jockers website, over waarom we vanuit evolutionair gezien de noodzaak hadden om vetverbranders te zijn. Met een mooie illustratie van de negatieve gezondheidseffecten van suiker op het lichaam en ook één waarbij een simpele weergave van het metabolische pad van suikerverbranding afgezet wordt tegen die van vetverbranding. Het artikel legt ook uit waarom ketonen gezond zijn.

[11] BDNF + Exercise = Good; Can I Take a Pill Instead? In dit Engelse artikel wordt beschreven hoe beweging de aanmaak van BNDF kan bevorderen. Tevens worden de positieve eigenschappen van BNDF besproken.

[12] Ketosis Explained Engels artikel wat ketose in vrij algemene termen beschrijft. Hierin wordt ook genoemd dat kokosolie veel middellange keten triglyceriden bevat. Deze vetten hebben iets speciaals. Ze kunnen direct door de lever omgezet worden in BHB ketonen en omzeilen op die manier als het ware de vetstofwisseling. Hierdoor geven ze dus snel energie.

[13] Ketosis, Ketones, and How It All Works Engelstalige website waarin op eenvoudige wijze uitgelegd wordt hoe ketonen worden geproduceerd. Ook een leuk plaatje over glucose, ketose en gluconeogenese.

[14] What Are Ketones and How Do They Impact Our Body? You Tube filmpje van Dr. Jockers over ketonen, over de voordelen en over hoe je kunt testen of je in ketose bent.

[15] Ketone body metabolism Zeer gedetailleerde en diepgaande uitleg over ketonen metabolisme. Er staan een aantal interessant weetjes in dit artikel. Zo is er altijd een kleine hoeveelheid ketonen in je bloed, ook bij een standaard Westers eetpatroon. ‘s Ochtends wordt dan ongeveer 2-6% van je lichaam’s energiebehoefte door ketonen geleverd. Na een 3-daagse vastenperiode is dat zelfs 30-40%.

[16] Inspanningsfysiologie; energiegebruik en ATP-productie Artikel dat beschrijft dat alle energie die het lichaam nodig heeft uiteindelijk geleverd wordt door het molecuul adenosinetrifosfaat, ofwel ATP. Je kunt erin lezen dat ons lichaam per dag 50 tot 80 kilo (!) ATP nodig heeft en dat daarvoor continu koolhydraten, vetten (en in mindere mate eiwitten) worden afgebroken. Bij deze afbraak komt energie vrij die wordt gebruikt om ATP te vormen. Het artikel beschrijft in niet al te moeilijke termen hoe ATP in de cellen (met of zonder zuurstof, in de mitochondrieën – de energiefabriekjes binnen onze cellen – of daarbuiten) gemaakt wordt. Onze cellen zijn dan weer in staat om ATP af te breken en de energie die hierbij vrijkomt te gebruiken.

[17] Guyton Textbook of Medical Physiology Een licht verouderde versie van het boek Medische Fysiologie van Arthur C. Guyton.

[Update mei 2019: Dit boek is niet langer beschikbaar. Daarom heb ik de link weggehaald.]