BEITRAG
Biochemie

Erzeugt die Glukose-Verbrennung freie Radikale?

Nichts für ungut, aber der Satz

“Die Glukose-Oxidation erzeugt freie Radikale, was bei der Fettsäure-Oxidation nicht der Fall ist” 

wird ja häufig verwendet, um die positiven Effekte einer fettbasierten Ernährungsform hervorzuheben. An dieser Stelle, also hinter solchen Sätzen, findet man nur leider nie passende Referenzen, die diese Behauptung belegen. Mich beschleicht stattdessen das Gefühl, dass alle Leute, die “pro keto” eingestellt sind, voneinander abschreiben.

Ich sage zwar nicht, dass es solche Studien nicht gibt oder auch geben kann – allerdings ist das ja wieder nur die halbe Wahrheit. Denn die “andere Wahrheit”, nämlich dass die ß-Oxidation (also: Verbrennung von Fettsäuren) freie Radikale erzeugt, gibt es auch.

Wenn die Fettverbrennung freie Radikale erzeugt

Zum Beispiel …

Oxygen radical formation in mitochondria is an incompletely understood attribute of eukaryotic cells. Recently, a kinetic model was proposed, in which the ratio between electrons entering the respiratory chain via FADH2 or NADH determines radical formation. During glucose breakdown, the ratio is low; during fatty acid breakdown, the ratio is high (the ratio increasing—asymptotically—with fatty acid length to 0.5, when compared with 0.2 for glucose). Thus, fatty acid oxidation would generate higher levels of radical formation. 

Deshalb, so die Autoren, hat die Natur eine ganze Reihe von Mechanismen entwickelt, um dieser Radikalen-Produktion durch Fettsäure-Verbrennung entgegenzuwirken:

Egal, weiter.

In diabetic mitochondria, the increased amounts and activities of selective fatty acid oxidation enzymes is associated with increased oxidative phosphorylation and net ROS production with fatty acid substrates (by 40% and 30%, respectively), whereas pyruvate oxidation is decreased and pyruvate-supported ROS production is unchanged.

Mitochondrial fatty acid oxidation is the source of the increased net ROS production, and the site of electron leakage is located proximal to coenzyme Q at the electron transfer flavoprotein that shuttles electrons from acyl-CoA dehydrogenases to coenzyme Q.

Diabetiker-Mitochondrien zeigen eine gesteigerte Fettsäure-Oxidation und eine verringerte Glukose-Oxidation (= wenig Pyruvat-Oxidation) – zeitgleich geht aus der gesteigerten Fettsäure-Oxidation eine erhöhte Produktion freier Radikale (ROS) einher.

Also Fettsäuren, nicht Glukose, die ROS entstehen lassen.

Lipids are main sources of energy for liver and cardiac and skeletal muscle. Mitochondria are the main site of lipid oxidation which, in the heart, supplies most of the energy required for its blood pumping function. Paradoxically, however, lipids over supply impair mitochondrial function leading to metabolic syndrome, insulin resistance and diabetes.

Model and experimental results show that, below a concentration threshold, lipids fueling proceeds without disrupting mitochondrial function; above threshold, lipids uncouple mitochondrial respiration triggering excess emission of oxidants while impairing antioxidant systems and the mitochondrial energy supply-demand response. These contributions are of direct use for interpreting and predicting functional impairments in metabolic disorders associated with increased circulating levels of lipids and metabolic alterations in their utilization, storage and intracellular signaling.

Was verstopft die Zelle(n) bei uns? Nicht die Kohlenhydrate, weil die ja direkt nicht mehr reinkommen (Insulinresistenz), wenn wir metabolisch krank sind – sondern Fette.

Logisch, denn was schwimmt bei Energieüberfrachtung im Körper vorrangig im Blut? Fettsäuren. Was oxidiert die Zelle zuerst? Fettsäuren (Stichwort Randle-Zyklus).

Und bei dieser Energie-, sprich Fettsäure-Überfrachtung …

lipids uncouple mitochondrial respiration triggering excess emission of oxidants while impairing antioxidant systems and the mitochondrial energy supply-demand response.

… werden “excess” freie Radikale produziert – von der Fettsäure-Verbrennung, nicht von der Glukose-Verbrennung.

Reactive oxygen species formation due to fatty acid oxidation might be involved in the pathogenesis of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), the most common liver disorder worldwide.

These results suggested that LG increased mtROS generation through activation of fatty acid oxidation.

CONCLUSIONS: The activation of fatty acid oxidation followed by mtROS production could be one of the causes for endothelial dysfunction during hypoglycemia.

(2) β-oxidation of fatty acids generates superoxide, which, taken together with the poor anti-oxidative defense in neurons, causes severe oxidative stress;

Mehr braucht man dazu nicht zu sagen.

Fazit

Das heißt zwar nicht, dass die Fettverbrennung böse ist, aber vor dem Hintergrund, dass Glukose ja der Elektronen-Hauptlieferant für unser körpereigenes Antioxidantien-Netzwerk ist, bleibt nur festzuhalten:

Zur übersicht
ÜBER DEN AUTOR

Hi, ich bin Chris, Gründer des Blogs und der Autor mehrerer Bücher, die sich inhaltlich im gleichen Themenfeld bewegen. Dazu zählt unser neuestes Werk, "Gesundheit optimieren, Leistungsfähigkeit steigern", das beim Springer-Verlag erscheint, oder auch "Das Handbuch zu Ihrem Körper", das wir 2014 im Eigenverlag publiziert haben. Ich bin Biologe (BSc) und habe meinen Abschluss in zellulärer Biochemie gemacht (1,0).

14 kommentare ab “Erzeugt die Glukose-Verbrennung freie Radikale?

  1. Kein Wunder, dass sich LC-ler Vitamin C und andere Antioxidantien im zweistelligen Gramm-Bereich reinhauen; müssen(!).

    Unterm Strich manifestiert sich für mich immer wieder und immer stärker: keine dauerhaften (Ernährungs)Extreme sondern Zyklen!

    1. Klar Thorsten. Aber wir kennen ja die Diskussionen zu dem Thema aus dem Strunz-Forum und den dortigen Low-Carb-Dschihadisten;-)
      Da redet man sich mit dem Wort “Zyklen” einen Wolf…das religiöse Mantra lautet LCHF. Carbs sind der Teufel und mit dem verbündet man sich nicht-auch nicht zyklisch;-)

  2. Die Frage ist doch: Wie kommt man darauf, das Glucoseoxidation mehr Radikale erzeugen soll? Gibt es dazu auch belegende Studien? Ich vermute ja- oder?
    Was man finden will, dazu gibt es auch irgendwelche Studien.
    Und wie wäre
    es im Vergleich von (noch) Gesunden, die wie die Mehrheit der Leute 60-70% Kohlenhydrate isst, meist leere, im Gegensatz zu denen, die vielleicht 35% Kohlenhydrate (überwiegend komplex aus Gemüse), 35% Eiweiss und 30% (meist gesunde) Fette essen. Siehe Cordain. Zwischen diesen Gruppen wäre ein Vergleich der Bildung freier Radikale und natürlich auch anderer Dinge wie Bildung von AGE, ox.LDL, Endothelschäden, oder Zusammensetzung der Darmflora doch entscheidend.
    Darum geht es doch bei der Aufklärung heutzutage. Der sinnlose Wettstreit zwischen LCHF und umgekehrt ist doch Quatsch.

    1. Na ja, genau das ist der große Irrtum. Wenn man das so vergleichen will, dann sollte man es auch genau so vergleichen und nicht plötzlich so stark vereinfachen (Glukose vs Fett), dass es fachlich falsch wird. Aus der Perspektive dürften Kitava-Leute mit >80% KH oder Leute der Blauen Zonen ja nicht gesund sein … falsch.

  3. Hier ist eine Studie zu BHB und weniger ox.Stress…habe ich von Phinney+Volek:
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23223453

    Ich würde auch anraten, dass man keine Äpfel mit Birnen vergleicht. Mir doch egal was im Diabetiker ROS produziert oder nicht. Könnte man auch noch den Krebskranken untersuchen …dort sicherlich auch höher.

    Zu vergleichen wäre hier der gesunde Mensch mit 15-30% LH gegenüber 60% normaler Ernährung. Wie schaut es da aus.
    Ansonten ist es witzig, dass sich das Strunz-Forum nun hier trifft 😉
    VG,
    Robert
    PS: Ich hatte noch eine 2. Studie…die ich aber grad net finde. Muss ich suchen gehen…dort wurde angeblich gezeigt, dass bei Beta-Ox nur 1/47 des ROS entsteht. Ich such sie raus…

  4. Hallo Chris,
    zu Deinen Sätzen ein paar Anmerkungen zum Diskutieren 🙂
    “Was verstopft die Zelle(n) bei uns? Nicht die Kohlenhydrate, weil die ja direkt nicht mehr reinkommen (Insulinresistenz), wenn wir metabolisch krank sind – sondern Fette.

    Logisch, denn was schwimmt bei Energieüberfrachtung im Körper vorrangig im Blut? Fettsäuren. Was oxidiert die Zelle zuerst? Fettsäuren (Stichwort Randle-Zyklus).

    1. Also ich kenne die Biochemie so, dass Alkohol vor Kohlenhydraten vor Fetten verstoffwechselt werden. Falsch? Habe ich aus dem Florian Horn.
    2. Wodurch kommt die Insulinresistenz? Richtig, vom Zucker, vor allem von Fruktose. Und das zuviel an Kohlenhydrate wird in Triglyceride umgewandelt (siehe Florian Horn). Es ist ja nicht so, das die Leute durch eine ketogene Ernährung so Fett / Übergewichtig wurden und dann Insulinresistent 😉 Denn vor allem zerschissen sich die Leute die Sensitivität auf Insulin durch zu viel Fruktose. Ab dem Stadium mag dann auch Fett ein Problem werden.
    So jedenfalls mein Verständnis.

    VG,
    Robert
    PS: Und ist es so, dass wirklich keine KH mehr in die Zelle kommen? Oder ist die Zelle nicht doch eher randvoll mit KH und wird daher immer resistenter gegenüber Insulin?

    1. Hi Robert,

      zu deinen Punkten …

      1) Alkohol wird über die Leber zu Acetat verstoffwechselt. Nicht im Muskel und anderen Geweben, entsprechend oxidiert der nur Glukose und/oder Fett.
      2) Das ist nicht richtig. Durch konsequentes Wiederholen wird’s auch nicht richtiger. Denn das würde bedeuten, dass ein Mensch ohne Fruktose in der Nahrung gar nicht insulinresistent werden kann … Voraussetzung für die klassische IR ist Energieüberfrachtung … und Energie speichert der Körper in Form von Fetten, weswegen man im Zusammenhang von IR auch von Lipotoxizität spricht. Das heißt aber nicht, dass Fett per se (pathologisch) insulinresistent macht. Faktor Kontextabhängigkeit (=> Energiestatus des Gesamtkörpers) ist hier entscheidend. Drum sind ja Kitava-Menschen perfekt insulinsensitiv 😉
      Zu deinem PS) … nein, weil der Muskel je nach Angebot Fettsäuren aufnimmt, hier aber nicht so gegenreguliert wie bei KHs. Heißt: Fettsäuren werden prinzipiell bevorzugt aufgenommen, was auch Sinn ergibt, weil während Zeiten der Nahrungsknappheit müssen Fettsäuren ja präferiert werden, um Glukose zu sparen. Der gleiche Mechanismus begünstigt bei Energieüberfrachtung (= Überangebot von freien Fettsäuren) eben IR.

      Ich bin kein Fan von Dr Greger aber das Video fasst es im Wesentlichen gut zusammen: https://www.youtube.com/watch?v=VAweyqtb7D8

      Ach ja, und zu den Ketonkörpern. Ketonkörper mögen dem oxStress entgegenwirken, ja. Wir sprachen aber von Fettsäure- vs Glukose-Oxidation und ein gesunder Körper hat oft genug Ketonkörper im Blut, die ja sogar noch ansteigen, wenn jemand dicker wird (weil: je dicker, umso mehr Fettsäuren im Blut, umso mehr Ketonkörper in der Leber werden gebildet) – das mag zwar wirr klingen, ist aber so. Die können die Ketonkörper zwar nicht so verarbeiten wie jemand, der “ketogen” lebt, aber in deinen Studien geht’s auch nicht darum, dass Ketonkörper verbrannt werden, um zu wirken, sondern darum, dass sie als Signalmolekül fungieren – und dafür müssen sie nicht oxidiert werden.

      Übrigens fast alles prima im neuen Buch von uns nachzulesen!

  5. Hier ist noch eine 2. Studie zu BHB, wo gezeigt wird, dass bei BHB weniger H2O2 entsteht:

    β-Hydroxybutyrate Elicits Favorable MitochondrialChanges in Skeletal Muscle, B. Parker et al., 2018, doi: 10.3390/ijms19082247

    Ich hatte aber auch noch eine dritte…muss ich weiter suchen…
    VG,
    Robert

  6. Hi Chris,
    habe eine Frage: aktuell überlege ich, wie ich am besten die Kohlehydrate um das Krafttraining zuführen kann. Meine Überlegungen:
    – schnell verdaulich, also flüssig, wenig Fett, wenig Ballaststoffe
    – viel Insulin um die Glucose hinterher in die Zellen zu kriegen, als hoher Blutzuckeranstieg, also hoher GI
    – keine Fructose wegen Umweg über die Leber
    – kein Gluten

    Maltodextrin ist wohl nicht so geil für den Darm, daher meine Überlegung: glutenfreie Instant Oats oder einfach Reismehl. Was hältst du davon?

    Danke im Voraus + frohe Ostern

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.


AKTUELLE KOMMENTARE