Hersenen hebben een constante energievoorziening nodig | Wat gebeurt er als je geen koolhydraten eet? | Kunnen je hersenen alleen op ketonen leven? | Glucose vs ketonen als brandstof voor de hersenen | Ketonen voor de gezondheid en functioneren voor de hersenen | Conclusie |

1. Je hersenen hebben een constante energievoorziening nodig

Je hersenen zijn misschien wel het drukste orgaan in je lichaam. Hiermee kun je direct beslissingen nemen, lezen, spreken en honderden andere acties uitvoeren. Daarnaast is het verantwoordelijk voor verschillende onvrijwillige processen die cruciaal zijn om te overleven, zoals ademen, lichaamstemperatuur regelen en hormonen afscheiden. Het dient als het hoofdkwartier van het centrale zenuwstelsel en ontvangt en verzendt berichten door je hele lichaam waarmee je dingen kunt doen, zoals een auto die plotseling voor je uit trekt en vervolgens remt of uit de weg gaat om het te vermijden.

Het weegt slechts 2% van ons lichaamsgewicht, maar onze hersenen verbruiken 20% van onze dagelijkse energie. Studies tonen aan dat tweederde van het energiebudget van de hersenen wordt gebruikt om zenuwcellen te helpen 'vuren' of signalen te verzenden. Het resterende derde deel is voor 'huishouding' of celonderhoud

Om deze belangrijke functies uit te voeren, hebben de hersenen een constante brandstoftoevoer nodig. De hersenen kunnen twee hoofdbrandstoffen gebruiken, glucose of ketonen, die beide de bloed-hersenbarrière passeren. Bij mensen die een matig tot hoog koolhydraatdieet eten, is de belangrijkste energiebron van de hersenen glucose. Bij mensen die een koolhydraatarm ketogeen dieet volgen, kunnen de hersenen ketonen gebruiken om in een groot deel van hun energiebehoefte te voorzien.

2. Wat gebeurt er als je geen koolhydraten eet?

Geschat wordt dat de hersenen, wanneer ze worden gevoed door koolhydraten, ongeveer 110-145 gram glucose (van de afbraak van koolhydraten die je eet) per dag nodig hebben om optimaal te functioneren.3 De meeste mensen die een typisch modern koolhydraatarm dieet volgen, eten ongeveer twee keer zoveel koolhydraten als hun hersenen gebruiken, waardoor ze voldoende glucose krijgen.

Wat gebeurt er als je veel minder dan 110 gram koolhydraten per dag eet, of zelfs helemaal geen koolhydraten? Verhongeren de hersenen? Absoluut niet!

Je lever en spieren slaan glucose op in de vorm van glycogeen. Hoewel de hoeveelheid van persoon tot persoon verschilt, slaat een man van gemiddelde grootte van 70 kg ongeveer 100 gram glycogeen op in zijn lever.

Wanneer je enkele uren stopt met het eten van koolhydraten, wordt leverglycogeen afgebroken tot glucose en in de bloedbaan afgegeven om te voorkomen dat de bloedglucose te laag wordt. Hoewel er veel meer glycogeen in je spieren wordt opgeslagen dan in je lever, blijft het in de spieren om aan hun energiebehoeften te voldoen en kan het niet in de bloedbaan worden vrijgegeven om de bloedglucose te verhogen.

Na 24-48 uur zonder koolhydraten zijn de glycogeenniveaus uitgeput en nemen de insulinespiegels af.

Op dit punt versnelt de lever de productie van in water oplosbare verbindingen die bekend staan ​​als ketonen, die ontstaan ​​door de afbraak van vetzuren. De bron van ketonen komt van het vet dat je eet of de mobilisatie van lichaamsvet uit je vetreserves. De resulterende ketonen kunnen de bloed-hersenbarrière passeren om de hersenen van een extra energiebron te voorzien

Dit betekent dat er een andere brandstofbron beschikbaar is voor de hersenen, wanneer het lichaam weinig opgeslagen koolhydraten heeft.

3. Kunnen je hersenen alleen op ketonen leven?

De hersenen hebben altijd wat glucose nodig. Onderzoekers hebben echter aangetoond dat voor sommige personen die een strikt ketogeen dieet volgen, ketonen kunnen worden gebruikt om tot 70% van de energiebehoeften van de hersenen te vervullen.

Voor de rest van de energiebehoefte van de hersenen kan je lever alle benodigde glucose aanmaken via een proces dat bekend staat als gluconeogenese (letterlijk 'nieuwe glucose aanmaken').

Verbindingen die de lever gebruikt om glucose te synthetiseren, zijn onder meer:

• Aminozuren door het eten van proteïne (of, onder omstandigheden van onvoldoende proteïne-inname of hongersnood, door spierafbraak.)
• Glycerol (onderdeel van een triglyceridenmolecuul) door de afbraak van lichaamsvet of voedingsvet.
• Pyruvaat en lactaat, moleculen die worden aangemaakt door de afbraak van glucose tijdens het energiemetabolisme en die weer kunnen worden samengevoegd om glucose opnieuw te creëren.

Je hersenen kunnen dus aan al hun energiebehoeften voldoen door de lever, van opgeslagen glucose, gluconeogenese of ketonproductie, of je nu wel of geen koolhydraten eet.

In het leerboek van de Amerikaanse Food and Nutrition Board uit 2005 "Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids", stond namelijk dat:

"De ondergrens van koolhydraten in de voeding die compatibel zijn met het leven is blijkbaar nul, op voorwaarde dat er voldoende eiwitten en vetten worden geconsumeerd."

4. Alleen glucose gebruiken versus glucose en ketonen als brandstof voor de hersenen

Als je een koolhydraatarm tot koolhydraatarm dieet eet, zijn je hersenen niet aangepast aan het gebruik van ketonen. Daarom zal glucose te allen tijde de belangrijkste brandstofbron voor de hersenen zijn.

Zodra je lichaam zich heeft aangepast aan het eten van een koolhydraatarm of koolhydraatvrij dieet, gebruiken de hersenen gemakkelijk ketonen om in een groot deel van hun energiebehoeften te voorzien, en de lever maakt zoveel glucose aan als nodig is om aan de rest te voldoen. Bijgevolg blijven de bloedsuikerspiegels stabiel, ook al worden er geen koolhydraten geconsumeerd.

Dit is logisch vanuit evolutionair oogpunt. Het is bekend dat jager-verzamelaars vaak enkele uren of zelfs dagen zonder eten gingen terwijl ze op zoek waren naar voedsel. Het vermogen om een ​​combinatie van ketonen en glucose te gebruiken om hun hersenen van brandstof te voorzien, was de sleutel tot hun overleving.

5. Zijn ketonen goed voor de gezondheid en het functioneren van de hersenen?

Sommige deskundigen zijn van mening dat het gebruik van een combinatie van ketonen en glucose bijzonder gunstig kan zijn voor de hersenen, vooral bij mensen met neurologische en psychische stoornissen.10 Onderzoek suggereert dat deze combinatie in bepaalde situaties behoorlijk nuttig zou kunnen zijn. Laten we eens kijken naar enkele van deze omstandigheden:

• Epilepsie: hoewel het meestal niet volledig verstoken is van koolhydraten, beperkt het klassieke ketogene en aangepaste Atkins-dieet koolhydraten tot minder dan 20 gram per dag, wat ruim onder de 100+ gram glucose is die de hersenen nodig hebben. Goed opgezette onderzoeken hebben aangetoond dat strikte beperking van koolhydraten zeer effectief kan zijn om aanvallen bij kinderen en volwassenen te verminderen en in sommige gevallen te elimineren.11
• Geestelijke gezondheidsproblemen: hoewel onderzoek voorlopig is, hebben anekdotisch bewijs, fundamentele neurochemische studies en enkele veelbelovende klinische onderzoeken gesuggereerd dat een ketogeen dieet de symptoomcontrole voor sommige psychische aandoeningen kan verbeteren. Zo kan een bipolaire stoornis - waarvan uit onderzoek blijkt dat deze een aantal kenmerken met epilepsie deelt - verbeteren op een ketogeen dieet.12 Lees meer in onze gids over koolhydraatarme en mentale gezondheid.

• Traumatisch hersenletsel (TBI): Trauma aan de hersenen kan het vermogen om glucose efficiënt te gebruiken verminderen en kan leiden tot verhoogde bloedsuikerspiegels. Volgens sommige onderzoeken kan een koolhydraatvrij of ketogeen dieet een alternatieve brandstof zijn voor de hersenen terwijl het geneest, en dus voordelen opleveren voor mensen met TBI's, hoewel de meest veelbelovende resultaten tot nu toe zijn aangetoond in dieronderzoek.13
• Alzheimer: Bij de ziekte van Alzheimer is er gedocumenteerde insulineresistentie in de hersenen die de opname van glucose als brandstof belemmert, zo erg zelfs dat sommige onderzoekers de ziekte van Alzheimer "type 3 diabetes" noemen. 14 Het is bekend sinds het begin van de jaren tachtig, door het gebruik ervan van PET-scanning, dat het glucosemetabolisme in de hersenen tot 40% wordt verminderd bij personen met de ziekte van Alzheimer en het probleem duikt op in beeldvormingsstudies van de hersenen vele jaren voordat cognitieve problemen beginnen op te treden.15 Studies hebben echter aangetoond dat terwijl glucoseopname verstoord bij vroege Alzheimer, is het gebruik van ketonen voor energie door de hersenen dat niet. 16 Twee recente opmerkelijke klinische studies, één in 2012 en één in 2017, lieten voorlopige maar veelbelovende resultaten zien van het gebruik van een ketogeen dieet voor mensen met Alzheimers.17 Nog twee klinische onderzoeken zijn nu onderweg.
• Hongerbeheersing: Een koolhydraatvrij dieet onderdrukt het 'hongerhormoon' ghreline dat voornamelijk wordt uitgescheiden door de maag. Ghreline heeft meerdere effecten op het lichaam, maar één impact is op de hypothalmus van de hersenen om de eetlust onder controle te houden.18 Het reist ook naar de amygdala, het beloningscentrum van de hersenen. Dit betekent dat in een lichaam dat ketonen verbrandt, de hersenen verminderde hongersignalen ontvangen, wat gewichtsverlies en diabetesbeheersing kan verbeteren.19 Belangrijk is dat deze studies, hoewel ze als hoogwaardig onderzoek worden beschouwd, zeer klein zijn. Desalniettemin leveren ze klinisch bewijs dat helpt wat veel mensen melden na het volgen van een koolhydraatvrij dieet - ze hebben veel minder honger.