Кетогенная диета — диета, при которой организм постоянно находится в состоянии кетоза, т.е. повышенного содержания в крови кетоновых (ацетоновых) тел (3-гидроксибутирата, ацетоацетата и ацетона). Достигается это состояние путем понижения потребления углеводов до 20-50 грамм в день, без существенного повышения потребления белков.
Мозгу человека в сутки требуется порядка 400-500 кКал энергии и получает он эту энергию преимущественно из глюкозы, т.к. жирные кислоты - второй источник энергии, используемый организмом — не могут проникнуть сквозь гемато-энцефалический барьер, и к тому же не все клетки головного мозга и центральной нервной системы имеют достаточный размер, чтобы вместить митохондрии, которые и извлекают энергию (в виде АТФ) из жирных кислот. Гликолиз — получение энергии при разложении глюкозы — не требует участия митохондрий, и может происходить даже без кислорода, что делает его идеальным источником энергии для самых маленьких клеток центральной нервной системы.
Не смотря на такую, казалось бы, высокую потребность организма в глюкозе (100-125 грамм в сутки), её запасы в организме очень ограничены: примерно 100 грамм глюкозы может хранить печень — и именно этот запас в основном используется для регулирования сахара в крови (и соответственно питания мозга); и порядка 200-400 грамм глюкозы содержится в мышцах человека (в зависимости от их суммарного веса и тренированности) - этот запас в обычной ситуации не используется для поддержания сахара в крови. Таким образом, даже в лучшем случае, запасов глюкозы организма хватит на 5 суток, после чего организму придется начать разрушать собственные белковые ткани (в первую очередь мышечную ткань), чтобы превратить высвобожденный белок в глюкозу. Процесс этот не очень эффективный: для получения одного грамма глюкозы необходимо в среднем два грамма белка. Т. е. в отсутствии запасов глюкозы, организм должен «съедать» по 200-250 грамм собственных белковых тканей. Если бы это действительно было так, редкое животное, а особенно человек с его большим и «прожорливым» мозгом, смогло бы пережить многонедельную засуху и голод, и давно бы вымерло.
В реальности же происходит следующее. Когда в печени заканчивается глюкоза и уровень инсулина в крови падает до определенных величин, включается кетогенный механизм — жирные кислоты, которые раньше в ходе респираторного цикла полностью перерабатывались на АТФ с выходом воды и CO2, теперь разлагаются не до конца, а до тех самых кетогенных тел — которые в силу своей водорастворимости и малой молярной массы уже могут проникнуть через ГЭБ и попасть в те из клеток центральной нервной системы, что содержат митохондрии, и послужить источником энергии.
По различным исследованиям после 2-6 недель адаптации организма кетоновые тела могут обеспечивать от 66% до 75% энергетических потребностей центральной нервной системы. Таким образом потребность в глюкозе снижается до 25-40 грамм.
Печень может преобразовать часть кетоновых тел непосредственно в глюкозу, но эти объемы очень малы — единицы грамм.
Более существенное количество глюкозы получается в ходе метаболизма триглицеридов — молекул, состоящих из глицерола и трёх жирных кислот — в этой форме организм хранит жир в жировых тканях. Примерно 10% процентов массы жира (тот самый костяк-глицерол, на котором держатся жирные кислоты) может быть преобразовано в глюкозу.
Таким образом, при потреблении человеком энергии в 2500 кКал в день (день с небольшим объемом низкоинтенсивной физической нагрузки), если вся эта энергия получается из его собственных жировых запасов, «соженный» жир даст ещё порядка 25 грамм глюкозы.
Итого, дефицит глюкозы, либо перекрывается полностью, либо снижается до 15 грамм, т. е. уменьшается в 8 раз.
А запасов жира даже человеку массой 75 кг и 10% подкожного жира хватит на целый месяц (при расходе 2500 кКал/день). При этом он сохраняет практически всю свою мышечную массу, что позволяет ему легче добывать пропитание и защищатья от хищников. Для современного цивилизованного человека это преимущество не очень актуально, но не стоит забывать, что наш организм — результат миллионов лет эволюции и естественного отбора, и за последние несколько тысяч лет цивилизованной жизни практически не изменился.