Votre cerveau sur les cétones

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La prescription moderne de glucides élevés, de régimes faibles en gras et de collations entre les repas a coïncidé avec une augmentation de l'obésité, du diabète et une augmentation de l'incidence de nombreux troubles mentaux, dont la dépression, l'anxiété et les troubles alimentaires. De plus, bon nombre de ces troubles frappent la population à un plus jeune âge. Alors que la plupart des gens seraient d'accord que l'alimentation a beaucoup à voir avec le développement de l'obésité et le diabète, beaucoup ne seraient pas d'accord que ce que nous mangeons a beaucoup à voir avec notre santé mentale et nos perspectives. Je crois que ce que nous mangeons a beaucoup à voir avec la santé de notre cerveau, bien que la maladie mentale (comme la maladie physique) ait des causes multifactorielles et ne diminue en rien l'importance d'aborder toutes les causes chez chaque individu. Mais examinons le contraire du mode de vie moderne riche en glucides, faible en gras, en grignotage constant et comment cela pourrait affecter le cerveau.

Le contraire d'un mode de vie faible en gras et en grignotage serait le mode de vie que nos ancêtres ont vécu pendant des dizaines de milliers de générations, le mode de vie pour lequel notre cerveau est principalement développé. Il semble raisonnable que nous aurions eu de longues périodes sans nourriture, soit parce qu'il n'y en avait pas, soit parce que nous étions occupés à faire autre chose. Ensuite, nous suivions cette période avec un repas copieux de produits végétaux et animaux rassemblés, en sélectionnant préférentiellement la graisse. Au cours de la journée, nous aurions pu manger un fruit, des légumes ou un ver que nous avons déterrés, mais tout ce qui se remplit ou est riche en calories (comme un tubercule féculent) devrait être tué, dépecé et / ou soigneusement préparé avant en mangeant. Heureusement, nous avons un excellent système de carburant pour les périodes de jeûne ou de faible consommation de glucides, notre corps (et le cerveau) peut facilement passer de la combustion du glucose à la combustion de ce qu'on appelle les corps cétoniques.

Il est vrai que certaines parties de certaines cellules du cerveau ne peuvent brûler que du glucose, mais heureusement, nos corps peuvent transformer les protéines en glucose par un processus connu sous le nom de gluconéogenèse. Ce fait signifie que bien qu'il y ait des exigences essentielles pour les graisses ou les protéines (ce qui signifie que nous mourrions sans manger au moins un peu de graisse et au moins une certaine quantité de protéines), nous pouvons vivre tout à fait sans consommer d'hydrates de carbone. Cela ne veut pas dire qu'il n'y a pas de désavantages ou d'effets secondaires à un soi-disant "zéro carb" régime, mais il ne causera pas les problèmes de santé massifs et la mort qui ne consomment aucune graisse ou zéro protéine.

Chacun d'entre nous qui sont en bonne santé métabolique se transformera en une certaine quantité de cétose, généralement pendant la nuit pendant que nous dormons. Si votre respiration est un peu bizarre quand vous vous réveillez, et votre urine sent un peu fort, vous pourriez bien être en cétose, qui, sauf si vous êtes un diabétique mal contrôlé (une cétose pathologique différente se produit dans le diabète non contrôlé), étant en cétose le matin est un bon signe d'un métabolisme sain. Qu'est-ce que la cétose signifie pour le cerveau, et pourquoi serait-il plus sain, peut-être, que notre métabolisme habituel de combustion des glucides? Et le régime riche en glucides et faible en gras de grignotage constant a-t-il un coût pour notre cerveau en nous privant de cétoses plus régulières et plus profondes?

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Les régimes cétogènes, qui sont très riches en graisses et faibles en glucides et en protéines, ont été prescrits pour les crises pendant une longue période. Les régimes de recherche réels utilisés dans le passé étaient assez lugubres et semblaient impliquer de boire beaucoup de crème et de manger beaucoup de mayonnaise (les formules cétogènes prématurées sont une combinaison cauchemardesque d'huiles de graines oméga 6 et de solides de maïs). À Johns Hopkins, les patients pédiatriques ont été admis à l'hôpital pour un jeûne de 48 heures et ont ensuite reçu du lait de poule (moins le rhum et le sucre, je suppose) jusqu'à ce que la cétose soit atteinte (habituellement environ 4 jours). En outre, les régimes cétogènes étaient caloriques limités à seulement 75-90% de ce qui serait considéré comme l'apport calorique habituel d'un enfant, et souvent ils étaient aussi restreints aux liquides (1)! Si nous parlons de la mayonnaise à l'huile de soja, vous pourriez voir comment quelqu'un pourrait avoir des problèmes avec les carences minérales et les problèmes de foie assez rapidement.

Pour comprendre "lamentable", certaines des dernières recherches ont montré qu'un "protocole Atkins modifié" était aussi bon que le régime cétogène classique, et beaucoup plus libérateur, car les patients ont été autorisés jusqu'à 10 grammes de glucides par jour, et ils n'a pas commencé avec le jeûne, et ils n'étaient pas limités en calories (2) (3). Alors que le régime cétogène classique était de 4: 1: 1 graisse aux glucides à la protéine. Si vous utilisez de l'huile de triglycérides à chaîne moyenne (MCT) pour 50% de vos calories (vous devez l'ajouter lentement pour éviter les vomissements, la diarrhée et les crampes!), Vous pouvez augmenter les glucides et les protéines à 1,2: 1: 1 : carb: protéine et toujours obtenir le même nombre de cétones magiques circulant. Et tandis que "MCT oil" sonne bien et délicieux quand il s'agit de lait de noix de coco magnifique, cette huile MCT 100% Pure 32 fl.oz ne semble pas aussi appétissante, surtout quand cela va être la moitié de ce que vous mangez pour le prévisible avenir (4). Vous pouvez voir pourquoi les chercheurs considèrent que les régimes cétogènes (en particulier les versions originales) sont extrêmement difficiles et peu appétissants (ils l'étaient), tandis que les consommateurs faibles (qui ont une idée différente de ce qu'est un régime cétogène) trouveront cette attitude ridicule , surtout quand vous comparez un régime cétogène aux effets secondaires de certains médicaments anti-épileptiques.

Donc, il ressemble à Atkins modifié (très faible teneur en glucides, mais pas zéro carb) et une prépondérance de MCT est le même, cétonique, pour le cerveau comme le régime cétogène classique. Et qu'est-ce que cela signifie d'avoir un cerveau cétogène? Examinons de plus près les neurotransmetteurs et l'énergie cérébrale. Plus précisément, le glutamate et le GABA (5).

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Le GABA est le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux des mammifères. Il s'avère que le GABA est fabriqué à partir du glutamate, qui est le principal neurotransmetteur excitateur. Vous en avez besoin tous les deux, mais nous semblons avoir des ennuis quand nous avons trop de glutamate. Trop d'excitation dans le cerveau signifie neurotoxicité, dont la manifestation extrême est des crises. Mais les maladies neurologiques aussi variées que la dépression, le trouble bipolaire, les migraines, la SLA et la démence ont toutes été liées d'une façon ou d'une autre à la neurotoxicité.

Le glutamate a plusieurs destins, un peu comme notre vieil ami tryptophane. Il peut devenir GABA (inhibiteur), ou aspartate (excitateur et, en excès, neurotoxique). Les régimes cétogènes semblent favoriser le glutamate en devenant GABA plutôt qu'en aspartate. Personne ne sait exactement pourquoi, mais une partie de la raison a à voir avec la façon dont les cétones sont métabolisées, et comment la cétose favorise l'utilisation de l'acétate (l'acétoacétate est l'un des corps cétoniques, après tout) pour le carburant. L'acétate devient glutamine, un précurseur essentiel du GABA.

Ce qui peut prêter à confusion, c'est qu'il existe une variété d'avantages théoriques dans le cerveau à un régime cétogène, et nous ne savons pas lesquels sont les plus importants. Un régime cétogène classique avait trois composants principaux qui ont été pensés pour contribuer à l'effet anti-saisie. Un, il était calorique restreint. Seules les singes épileptiques restreignant les calories (quel que soit le rapport entre les macronutriments) réduisent la fréquence des crises (et augmentent la longévité). Deuxièmement, il était acide, et les protons supplémentaires eux-mêmes pourraient bloquer les canaux ioniques sensibles aux protons, ou les corps cétoniques ou les graisses eux-mêmes pourraient affecter les membranes neuronales, les rendant plus difficiles à exciter. (Pour les geeks de la biochimie, les cétones ou les graisses semblent affecter les canaux ioniques K + sensibles à l'ATP, ce qui rend l'hyperpolarisation plus facile à maintenir). Troisièmement, il a abaissé les niveaux de glucose. Et une glycémie plus basse est associée à un seuil de crise plus élevé (c'est bien, on ne veut pas avoir facilement une crise!) Et moins d'excitabilité neuronale. Gads. Ne me semble pas que le glucose est le carburant préféré pour le cerveau après tout.

Et maintenant, descendons vraiment au niveau mitochondrial. Les mitochondries sont les centrales électriques de nos cellules, où toute l'énergie est produite (comme l'ATP). Quand on m'a enseigné la combustion biochimique du combustible, on m'a enseigné que le glucose était «propre» et que les cétones étaient «fumé». Ce glucose était clairement le carburant préféré de nos muscles pour l'exercice et certainement le carburant essentiel pour le cerveau. À part le petit secret sur le glucose, quand on regarde la quantité de déchets laissés dans les mitochondries, il est en fait moins efficace de fabriquer de l'ATP à partir de glucose que de fabriquer de l'ATP à partir de corps cétoniques! Un apport d'énergie plus efficace facilite la restauration des membranes dans le cerveau à leur état normal après un pic d'énergie électrique dépolarisant, et signifie que l'énergie est produite avec moins de restes de radicaux libres destructeurs.

Qu'est-ce que tout cela veut dire? Eh bien, dans le cerveau, l'énergie est tout. Le cerveau a besoin de beaucoup d'énergie pour maintenir tous ces potentiels membranaires, pour continuer à pousser le sodium hors des cellules et à tirer du potassium dans les cellules. En fait, le cerveau, qui ne représente que 2% de notre poids corporel, utilise 20% de notre oxygène et 10% de nos réserves de glucose pour continuer à fonctionner. (Certaines cellules de notre cerveau sont en fait trop petites (ou ont des vrilles qui sont trop petites) pour accueillir les mitochondries (les centrales électriques) Dans ces endroits, nous devons utiliser le glucose lui-même (via la glycolyse) pour créer de l'ATP. carburant principal du cerveau du glucose aux cétones, nous changeons la manipulation des acides aminés. Et cela signifie que nous changeons les ratios de glutamate et de GABA. Les meilleurs répondeurs à un régime cétogène pour l'épilepsie finissent avec la plus grande quantité de GABA dans le système nerveux central.

L'une des choses que le cerveau doit surveiller de près est la quantité de glutamate qui traîne dans la synapse. Beaucoup de glutamate dans la synapse signifie une lésion cérébrale, ou des convulsions, ou une faible excitotoxicité dommageable continue comme vous pourriez le voir dans la dépression. Le cerveau fredonne, utilisant l'énergie comme un fou. Même une utilisation un peu plus efficace de l'énergie facilite le retour du glutamate dans les cellules. Et ça, mes amis, c'est une bonne chose.

Laisses-moi le mettre comme ça. Le lait maternel est très riche en graisse. Les nouveau-nés passent du temps en cétose et sont donc, dans une certaine mesure, réadaptés. Le lait maternel est également riche en sucre, mais le cerveau des bébés est si gros qu'ils peuvent gérer beaucoup plus de sucre que nous les gens adultes. Le fait d'être kétoadapté signifie que les bébés peuvent plus facilement transformer les corps cétoniques en acétyl-CoA et en myéline. La cétose aide les bébés à construire et à développer leur cerveau. (Pour ceux qui s'intéressent aux détails: les bébés sont en cétose légère, mais les très jeunes bébés semblent utiliser le lactate comme carburant au lieu du glucose, et l'utilisation du lactate favorise également la même utilisation de l'acétyl-CoA et donne aux nouveau-nés certains des avantages de la kétoadaptation sans être en cétose lourde.)

Nous savons (plus ou moins) ce que tout cela signifie pour l'épilepsie (et les bébés!). Nous ne savons pas précisément ce que cela signifie pour tout le monde, du moins sur le plan intellectuel. La cétose se produit avec des hydrates de carbone et la restriction de protéine, l'utilisation d'huile de MCT, ou le jeûne. Certaines personnes croient que le fait d'être kétoadapté est l'idéal, d'autres suggèrent que nous pouvons être plus détendus, et mangeons une diète à faible teneur en sucre avec un peu de jeûne intermittent jeté pour nous donner des périodes de cétose. (Une mise en garde: je ne recommande pas le jeûne intermittent pour toute personne ayant un trouble de l'alimentation sans un soutien supplémentaire et de considération). Cétose pour le corps signifie la combustion des graisses (hip hip hourra!). Pour le cerveau, cela signifie un risque de crise plus faible et un meilleur environnement pour la récupération et la réparation neuronale.

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Copyright Emily Deans, MD