Ketogene Ernährung bei Diabetes mellitus: Welche Mikronährstoffe sollten supplementiert werden?

Gebhardt, P. (2019). Ketogene Ernährung bei Diabetes mellitus: Welche Mikronährstoffe sollten supplementiert werden? OM & Ernährung, 167, 22-29.

Ketonkörper stellen eine wasserlösliche Energiequelle dar, die bei Reduktion der Kohlenhydratzufuhr in den Mitochondrien der Leberzellen gebildet werden. Über das Blut werden die Ketonkörper zu extrahepatischen Geweben transportiert. Von den Mitochondrien dieser Gewebe werden die Ketonkörper unter vergleichsweise geringer Sauerstoffradikalbildung als Energiequelle genutzt.
Ketonkörper (β-Hydroxybutyrat, Acetoacetat) werden aus Fettsäuren in den Mitochondrien der Leber gebildet. Sie stellen einen wasserlöslichen Energieträger dar, der über das Blut in periphere Gewebe transportiert wird. In den Mitochondrien extrahepatischer Gewebe wird daraus Energie in Form von ATP gewonnen. Die Verstoffwechslung von Ketonkörpern geht mit einer vergleichsweise geringen Bildung von Sauerstoffradikalen einher. Es konnte ebenfalls eine verbesserte Atmungskettenfunktion (OXPHOS) sowie eine Erhöhung der Spiegel des Redoxpuffers Glutathion (GSH) aufgezeigt werden.
Glutathion spielt eine zentrale Rolle bei der Entgiftung von Peroxid. Die bei der oxidativen Phosphorylierung entstehenden Superoxidradikale werden durch zink- und manganabhängige Superoxiddismutasen in Wasserstoffperoxid (H2O2) umgewandelt. Dieses wird durch das selenabhängige Enzym Glutathionperoxidase zu Wasser abgebaut. Reduziertes Glutathion wird dabei oxidiert. Oxidiertes Glutathion kann durch das riboflavinabhängige Enzym Glutathionreduktase reduziert werden. Hohe Peroxid-Konzentrationen sind vor allem deshalb gefährlich, da durch die eisenabhängige Fenton-Reaktion Hydroxylradikale entstehen können. Hydroxylradikale oxidieren Lipide und tragen in erheblichem Ausmaß zur Entstehung von Membranschäden bei.

Diabetes mellitus bezeichnet eine Gruppe von Erkrankungen, bei denen Störungen der insulinabhängigen Verstoffwechslung von Kohlenhydraten auftreten. Gegenüber Fetten, von denen einige Fettsäuren mit der Nahrung zugeführt werden müssen stellen Kohlenhydrate keine essentiellen Nährstoffe dar. Bei einer drastischen Reduktion der Kohlenhydratzufuhr werden in den Mitochondrien der Leberzellen vermehrt Ketonkörper gebildet. Diese stellen eine wasserlösliche Energiequelle dar, die von extrahepatischen Geweben wie den Gehirnzellen genutzt werden können. Die Energiegewinnung aus Ketonkörpern führt im Vergleich zu Glukose zu einer geringeren Sauerstoffradikalbildung. Bei Diabetes mellitus wurden günstige Effekte auf verschiedene Stoffwechselparameter nachgewiesen. Eine ketogene Ernährung ist jedoch mit einer geringeren Zufuhr bzw. mit Veränderungen des Stoffwechsels verschiedener Mikronährstoffe assoziiert, die entsprechend supplementiert werden sollten.