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Chetoni esogeni: cosa sono e a cosa servono

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Qual è la differenza tra chetoni esogeni ed endogeni? Approfondiremo meglio l’argomento per capire a cosa servono, se funzionano e dove possono trovare il loro impiego. In questo articolo: Chetosi, dieta chetogenica e gli Inuitabbiamo già approfondito che cosa sono la chetosi e la chetoacidosi [1], se non lo hai ancora letto ti consiglio di rimediare.

Cosa sono i chetoni endogeni 

Dopo la lettura dei primi articoli di questa saga, avrete senza dubbio assimilato il fatto che per quanto riguarda i processi metabolici il corpo non è una macchina. Non si accende o si spenge, qui il codice binario non funziona, c’è una continua commistione di eventi e manifestazioni, tant’è che la produzione di chetoni non avviene solo quando si è in chetosi o chetoacidosi, ma è sempre presente anche nel soggetto sano, con un’alimentazione normocalorica e normoglucidica.  

Pensate che, in condizioni di riposo il fegato produce circa 100–250 µM di chetoni, mentre sotto sforzo arriva a ~1 mM [2], fino ad arrivare a circa 300 g di chetoni al giorno, per sopperire al 5-20% della totale energia giornaliera che il corpo richiede in uno stato di normoalimentazione o di oltre 24 ore di digiuno in un soggetto non patologico [3,4]. 

Quali sono i chetoni endogeni? 

I corpi chetonici sono essenzialmente tre: D-Beta-hydroxybutyrate (BetaHB), acetone e acetoacetate (AcAc); il tasso di produzione epatica ed il loro impiego nei siti extra-epatici è un complesso concerto di meccanismi ormonali, molecolari, traduzione, post traduzione ancora non del tutto chiara [nda – vi consiglio appunto la lettura dell’articolo 2].  

Cosa sono i chetoni esogeni

Negli ultimi anni molti studi si sono concentrati sull’utilizzo di chetoni esogeni a scopo terapeutico, di cui parleremo senza dubbio in un prossimo articolo, ma per quest’oggi ci occuperemo di loro come PEDs (performance enhancement drugs). 

Al momento uno dei claim più acclamati dei chetoni esogeni è che l’infusione di questi, come il “sodium BetaOHB”, porti velocemente ad una condizione di chetosi. Prima di tutto dobbiamo chiarire che questa è un’affermazione impropria, poiché la condizione fisiologica che si crea è talmente particolare che non si trova nella normale fisiologia umana, poiché normalmente vi è una maggiore circolazione di glucosio e relativa bassa concentrazione di chetoni. Per questo motivo non è uno stato di chetosi, dove la quantità di chetoni nel flusso ematico supera i 0,5–3,0 mM di beta-hydroxybutyrate: non possiamo parlare di chetosi indotta [30]. Inoltre un apporto massivo di sale BetaOHB, porta ad uno squilibrio del ph, con le relative complicanze. I principali esteri di chetoni utilizzati sono monoesteri di R-1,3-butanediol e d-BetaOHB (R-3-hydroxybutyl R-BetaOHB);  glyceryl-tris-BetaOHB; e acetoacetato diesteri R,S-1,3-butanediol.  

Quanti chetoni assumere? 

La dose considerata sicura si attesta intorno ai 714 mg/kg R-3-hydroxybutyl R-BetaOHB, così da far elevare il beta-hydroxybutyrate a 6 mM nel flusso ematico [5,6]. 

Integratore per la vasodilatazione

A cosa servono i chetoni esogeni? 

L’impiego dei chetoni esogeni nei roditori faceva ben sperare dato che aveva diminuito l’introito calorico, il colesterolo totale, stimolato il tessuto adiposo bruno e migliorato la sensibilità insulinica [7]. 

Ricordiamo, come abbiamo visto nei precedenti articoli, che per divenire fat-adapted occorrono molte settimane e l’utilizzo di maggior quantità di acidi grassi e chetoni non apporta alcun beneficio in termini di performance atletiche per i professionisti [8]. Questa opinione è sia supportata dalla letteratura, ad oggi decisamente sufficiente, sia supportato dalla fisiologia, infatti se vogliamo vincere: Keto is not the way (semicit.). 

Integratori di chetoni esogeni? 

Cosa succede se decidessimo di integrare chetoni esogeni continuando ad assumere molti carboidrati? 

Senza dubbio l’auspicio dei ricercatori e delle aziende fornitrici, era quello di poter vedere un incremento lineare della performance all’assunzione di chetoni esogeni insieme ad un precedente carico di carboidrati o addirittura in combinazione con questi, basandosi sul semplice principio fisiologico che: una sovrabbondanza di substrati energetici avrebbe permesso un risparmio di glicogeno ed un miglior utilizzo degli acidi grassi come carburante primario.  

Il risultato dello studio

Anche in questo caso, pur essendo vera la circostanza nella quale le performance vengono migliorate in una sovrabbondanza di substrati energetici (nda – vedere le metodologie di supercompensazione del glicogeno), va sempre considerata la natura della performance: alta intensità ed un utilizzo massivo di glicogeno per economia del gesto per mantenere la performance? Bene, inutile tentare di risparmiare glicogeno, perché tanto proprio il glicogeno l’organismo andrà a cercare per sopperire all’alto tasso di produzione di ATP necessaria per mantenere la performance [8,9,10,11].  

Tuttavia uno studio riporta un incremento del 2% grazie allo switch metabolico nelle performance di endurance inferiori a 120 minuti [12] (nda – io per un aumento del 2% non mi metto nemmeno a sedere per parlarne).  

L’ingestione di esteri di chetoni comporta svariati discomfort intestinali, tant’è che nello studio di Leckey e colleghi del 2017, due dosi di chetoni a 250 mg/kg BM, una 20 minuti e una 5 minuti prima del riscaldamento di una sessione di 31,2 km in bici, ha portato il gruppo placebo ad un risultato schiacciate sul gruppo che aveva assunto chetoni esogeni proprio per disturbi come nausea, conati di vomito e reflusso [13]. 

Conclusioni 

Immagino che abbiate già tirato le vostre somme alla luce di quanto emerso anche negli articoli precedenti, facciamo comunque un breve riepilogo dei punti salienti: 

  • i chetoni sono tre, il corpo li produce sempre in minime quantità, quando serve, per sopperire al fabbisogno qualora le scorte di glicogeno e la glicemia nel sangue scendessero a seguito di allenamenti strenui e digiuno protratto;
  • Assumere chetoni esogeni non induce lo stato di chetosi, che necessità molte settimane per arrivare ad essere fat-adapted;
  • La condizione di fat-adapted apporta forse, pochi studi ce lo suggeriscono, un 2% di incremento nelle sessioni di endurance inferiori a 120’;
  • Abbondanza di carboidrati e abbondanza di acidi grassi non vuol dire necessariamente miglior performance;
  • Il substrato che il corpo necessita durante le attività di alta intensità, corte o lunghe che siano, è sempre e solamente il glicogenoe quindi i carboidrati, per cui inserire dei sali di chetoni non aumenterà le performance, anzi potenzialmente le diminuirà a causa di svariate complicanze intestinali;
  • I chetoni esogeni sono considerati alla stregua degli MCTs, cioè non sono necessari. [9]. 

Speriamo, con questa saga di quattro articoli incentrati sulla dieta chetogenica e lo sport, di avervi chiarito alcuni dubbi sull’utilità di un certo regime alimentare e di certi prodotti. Tuttavia, se così non fosse, il nostro Team del Gensan Lab sarà felice di rispondere alle vostre domande! 

Tutti gli altri articoli della Ketogenic Saga:

Bibliografia

1. Endocrinologia clinica (Monaco; 2017 © SEU Roma)

2. Puchalska, Patrycja, and Peter A Crawford. “Multi-dimensional Roles of Ketone Bodies in Fuel Metabolism, Signaling, and Therapeutics.” Cell metabolism vol. 25,2 (2017): 262-284. doi:10.1016/j.cmet.2016.12.022

3. Balasse EO, Fery F, Neef MA. Changes induced by exercise in rates of turnover and oxidation of ketone bodies in fasting man. J. Appl. Physiol. Respir. Environ. Exerc. Physiol. 1978;44:5–11.

4. Cox PJ, Kirk T, Ashmore T, Willerton K, Evans R, Smith A, Murray AJ, Stubbs B, West J, McLure SW, et al. Nutritional Ketosis Alters Fuel Preference and Thereby Endurance Performance in Athletes. Cell. Metab. 2016;24:256–268.

5. Kinetics, safety and tolerability of (R)-3-hydroxybutyl (R)-3-hydroxybutyrate in healthy adult subjects. Clarke K, Tchabanenko K, Pawlosky R, Carter E, Todd King M, Musa-Veloso K, Ho M, Roberts A, Robertson J, Vanitallie TB, Veech RL Regul Toxicol Pharmacol. 2012 Aug; 63(3):401-8.

6. Shivva V, Cox PJ, Clarke K, Veech RL, Tucker IG, Duffull SB. The Population Pharmacokinetics of D-Beta-hydroxybutyrate Following Administration of (R)-3-Hydroxybutyl (R)-3-Hydroxybutyrate. AAPS J. 2016 May;18(3):678-88. doi: 10.1208/s12248-016-9879-0. Epub 2016 Feb 18. PubMed PMID: 26893218; PubMed Central PMCID: PMC5256599.

7. Veech RL. Ketone esters increase brown fat in mice and overcome insulin resistance in other tissues in the rat. Ann N Y Acad Sci. 2013 Oct;1302:42-48. doi: 10.1111/nyas.12222. Epub 2013 Aug 2. Review. PubMed PMID: 23909803; PubMed Central PMCID: PMC3821009.

8. Fondamenti di Biochimica (Voet, Voet, Pratt – IV edizione, © 2017 Zanichelli editore s.p.a.)

9. Tiller, N. B., Roberts, J. D., Beasley, L., Chapman, S., Pinto, J. M., Smith, L., Wiffin, M., Russell, M., Sparks, S. A., Duckworth, L., O\’Hara, J., Sutton, L., Antonio, J., Willoughby, D. S., Tarpey, M. D., Smith-Ryan, A. E., Ormsbee, M. J., Astorino, T. A., Kreider, R. B., McGinnis, G. R., … Bannock, L. (2019). International Society of Sports Nutrition Position Stand: nutritional considerations for single-stage ultra-marathon training and racing. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 16(1), 50. https://doi.org/10.1186/s12970-019-0312-9

10. Cox PJ, Clarke K. Acute nutritional ketosis: implications for exercise performance and metabolism. Extrem Physiol Med. 2014;3:17–7648. doi: 10.1186/2046-7648-3-17.

11. O\’Malley T, Myette-Cote E, Durrer C, Little JP. Nutritional ketone salts increase fat oxidation but impair high-intensity exercise performance in healthy adult males. Appl Physiol Nutr Metab. 2017;42(10):1031–1035. doi: 10.1139/apnm-2016-0641.

12. Cox PJ, Kirk T, Ashmore T, Willerton K, Evans R, Smith A, Murray AJ, Stubbs B, West J, McLure SW, King MT, Dodd MS, Holloway C, Neubauer S, Drawer S, Veech RL, Griffin JL, Clarke K. Nutritional ketosis alters fuel preference and thereby endurance performance in athletes. Cell Metab. 2016;24(2):256–268. doi: 10.1016/j.cmet.2016.07.010.

13. Leckey JJ, Ross ML, Quod M, Hawley JA, Burke LM. Ketone Diester ingestion impairs time-trial performance in professional cyclists. Front Physiol. 2017;8:806. doi: 10.3389/fphys.2017.00806.

 

 

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