Ketoaineet aivojen polttoaineena: Miksi ne ovat tehokkain energianlähde?

 

Edellisessä kirjoituksessa korjasin väitettä, että hiilihydraatit olisivat aivojen tärkein energianlähde. Todellisuudessa ketoaineet, kuten beeta-hydroksibutyraatti (BHB), vievät voiton tehokkuudessa ja tasaisuudessa. Mutta miksi? Pureudutaan tähän yksinkertaisen biokemiallisen laskelman kautta – ilman turhaa jargonia.

Ketoaineet vs. glukoosi: Energiantuotannon tehokkuus

Aivojen pääasialliset energianlähteet ovat glukoosi (hiilihydraateista) ja ketoaineet (rasvojen hajoamistuotteet ketotilassa). Molemmat päätyvät mitokondrioihin, joissa ne muutetaan ATP:ksi – solujen energiavaluutaksi. Mutta ketoaineet ovat tehokkaampia. Katsotaanpa, miten tämä homma pelittää

Yksinkertainen laskelma:

• Glukoosi: Yksi glukoosimolekyyli (C6H12O6) tuottaa soluhengityksessä noin 30–32 ATP-molekyyliä täydellisessä hapetuksessa (glykolyysi + sitruunahappokierto + oksidatiivinen fosforylaatio). Glukoosin moolimassa on ~180 g/mol, joten 1 gramma glukoosia tuottaa noin 0,17–0,18 mol ATP/kg.
• Beeta-hydroksibutyraatti (BHB): Tämä yleisin ketoaine (C4H8O3, moolimassa ~104 g/mol) tuottaa mitokondrioissa noin 22–24 ATP-molekyyliä per molekyyli, koska se ohittaa glykolyysin ja menee suoraan sitruunahappokiertoon asetyyli-CoA:na. Tämä tarkoittaa, että 1 gramma BHB:tä tuottaa noin 0,21–0,23 mol ATP/kg – eli noin 20–30 % enemmän energiaa per gramma kuin glukoosi.

Miksi tämä on merkittävää?

Ketoaineiden suurempi ATP-tuotto per gramma tarkoittaa, että aivot saavat enemmän energiaa pienemmästä määrästä polttoainetta. Lisäksi ketoaineet eivät aiheuta verensokerin heilahteluja, toisin kuin glukoosi, joten energian saanti on tasaista. Tämä on erityisen tärkeää aivoille, jotka kuluttavat noin 20–25 % päivittäisestä energiasta.

Biokemiallinen bonus: Miksi ketoaineet ovat "puhtaampia"?

Ketoaineet, erityisesti BHB, ovat tehokkaita, koska ne:

• Ohittavat glykolyysin: Glukoosin hajottaminen vaatii enemmän entsymaattisia vaiheita, mikä kuluttaa energiaa. BHB menee suoraan mitokondrioihin, mikä vähentää energiahävikkiä.
• Vähentävät oksidatiivista stressiä: Tutkimukset  osoittavat, että ketoaineet tuottavat vähemmän reaktiivisia happiyhdisteitä (ROS) kuin glukoosi, mikä suojaa aivosoluja.
• Toimivat myös signalointimolekyyleinä: BHB vaikuttaa geeneihin, jotka edistävät aivojen terveyttä, kuten BDNF:n (aivojen neurotrofinen tekijä) ilmentymiseen, mikä tukee kognitiivisia toimintoja.

Lopuksi

Ketoaineiden tehokkuus ei ole hypoteesi – se on biokemiallinen fakta, joka haastaa vanhentuneita käsityksiä ravitsemuksesta. Kun seuraavan kerran kuulet, että "hiilarit ovat aivojen ykkösvalinta", muista tämä: ketoaineet antavat enemmän ATP:tä per gramma ja pitävät aivot tasaisessa vireessä. 

Anssi H. Manninen (aka ”Kant II”)