外源酮

外源性酮是一類通過營養補充劑或食物攝入的酮體。這類酮體是指三種水溶性酮（乙酰乙酸酯、 β-羥基丁酸酯[β-HB ]和丙酮）。 這些酮體是突過大量營養素可用性（例如低葡萄糖和高游離脂肪酸）或激素信號（例如低胰島素和高胰高血糖素/皮質醇）之間的相互作用產生的。 在生理上，酮濃度会因飢餓、生酮飲食或長時間運動而增加，導致酮症。 然而，隨著外源酮補充劑的攝取，即使身體在攝入前未處於酮症狀態，也可以為使用者提供即时的酮供應。 然而，飲用外源性酮不会像生酮飲食那樣引發脂肪燃燒。 大多數補充劑依赖β-羥基丁酸作为外源酮體的來源。由於其高效的能量轉換和易於合成的優點，它是最常見的外源酮體。 在體内，β-HB可轉化为乙酰乙酸。當乙酰乙酸進入能量生成的過程時，會經過β-酮硫酶的幫助，變成兩個乙酰輔酶 A分子。 然后乙酰輔酶A能夠進入克雷布斯循環以產生ATP。未合成乙酰乙酸的剩余 β-HB 分子隨後通過乙酰乙酸脱羧酶廢物機制轉化爲丙酮。 乙酰乙酸是在肝细胞線粒體中通過添加乙酰 CoA 的乙酰基而產生的。這會產生 3-羥基-3-甲基戊二酰 CoA，失去乙酰基，變成乙酰乙酸。 β-羥基丁酸也在肝细胞内合成；这是通过脂肪酸的代謝來完成的。經過一系列反應，首先生成乙酰乙酸；正是這種乙酰乙酸在β-羥基丁酸脱氫酶的催化下被還原成β-羥基丁酸。 儘管由於分子結構的原因，β-羥基丁酸在技術上並不是酮（OH- 與羰基相连，使其成為酸），但 β-HB 的作用類似于酮，在缺乏葡萄糖的情况下為身體提供能量。 事實上，β-羥基丁酸是酮症期間血液中最豐富的酮類分子。 丙酮是一种有機化合物，化學式為(CH3)2CO，是最簡單和最小的酮之一。它從肝臟內的酮症個體中，通過分解乙酰酮酸合成的。 酮言通常是β-羥基丁酸的合成化合物，也稱為βHB。然后它與鈉、鉀、鎂和/或鈣结合，以單獨抵銷 βHB 的酸性。大多數酮鹽是混合型的，這意味著只有一半的酮鹽是生物可利用的，導致每個D-β-羥基丁酸(D-bhb)的鹽負荷增加一倍，而生物可利用性更低。 有多種分子符合“酮酯”的條件。 研究最多的酮酯或酮單酯稱為 D-β 羥基丁酸酯/D 1,3-丁二醇單酯，它是通發酵過程而天然衍生的化合物。它由 NIH 的 Richard Veech 博士和 Todd King 創建，隨後由 KetoneAid 和 TDeltaS 等公司商業化，此前由硅谷科技公司 HVMN 商業化。 這種單酯與酮鹽中的β-羥基丁酸相同，但与 D 1,3-丁二醇（也稱為 R 1,3 丁二醇）結合而不是鹼（鹽）。這種單酯代謝的第一部分法生在消化系统中（快速释放），接著剩餘的部分發生在肝臟中（緩慢釋放）。 D-β 羥基丁酸酯/D 1,3-丁二醇單酯的代謝結構與 MCT C8 油相似，但强度要强很多倍，且没有 GI 问题。 從技術上來說，还有其他酮酯，例如乙酰乙酸酯/D/L 1,3-丁二醇（混合型）。这種二酯已經在深海潛水員身上進行了很多測試。它是不可商用。 另一種酮酯也稱為酮二酯，其是C6和R 1,3 丁二醇的鍵。建議與食物一起食用，此由 Juvenence Labs 商业化。 酮體的消耗會產生多種影響，包括减少外周組織中的葡萄糖利用率、對脂肪組織的抗脂解作用以及減少骨骼肌中的蛋白水解作用。 除此之外，酮體還充當信號分子，調節基因表達和適應性反應。 當攝入外源性酮體時，會產生急性和營養性外源性酮症。 在人體血液中，酮酯和酮鹽的消耗可導致 D-β-羥基丁酸酯（常规 β-HB 的同種型）血漿濃度高出 50% 以上。 就功效而言，使用酮酯代替酮鹽时，血液中 D-βHB 的濃度更高（KE = 2.8±0.2 mM；KS = 1.0±mM）。 這是因为 KE 補充劑含有 >99% 的 D-βHB同分異構體，而 KS 补充剂含有约 50% 的 L-βHB同分異構體，其代謝速度比 D-βHB同分異構體慢得多。 此外，酮鹽補充劑会略微升高血液的 pH 值。這主要是由於βHB（βHB-）的共軛酸鹼對作用，在血液中完全解離；這會輕微提高血液和尿液的 pH 值，隨著腎臟排出多餘的陽離子（Na+、Ca+、K+），pH 值會進一步升高。 酮酯會降低血液 pH 值，因为 KE水解會與丁二醇生成 β-HB。這兩者經過肝臟代謝，形成酮酸。 外源性酮會降低血糖濃度。 儘管碳水化合物儲存充足，但酮會降低血糖，因爲它们限制肝臟糖異生並增加外周葡萄糖的攝取。 人們還知道它們可以減少飢餓感和食欲。飢餓賀爾蒙-飢餓素水平的下降就表明。 此外，据推测外源酮可能会刺激胰岛素分泌。研究指出，動物接触外源酮後會分泌少量胰島素。然而，由於除了那些只服用外源性補充劑的受試者之外，服用外源性酮補充劑和葡萄糖飲料的受試者中，其胰島素也被證明會增加，因此關於酮補充劑對胰島素的影響仍有待觀察更多的研究。 乙酰乙酸鹽 丙酮 酮 酮體 酮症 β-羥基丁酸酯（β-HB） Exogenous Ketones: What They Are, Benefits of Use and How They Work. Ketosource. 2016-03-19 [2018-04-08]. （原始内容存档于2018-11-16） （美国英语）.  Stubbs BJ, Cox PJ, Evans RD, Santer P, Miller JJ, Faull OK, Magor-Elliott S, Hiyama S, Stirling M, Clarke K. On the Metabolism of Exogenous Ketones in Humans. Frontiers in Physiology. 2017, 8: 848. PMC 5670148 . PMID 29163194. doi:10.3389/fphys.2017.00848 .  Stryer L. Biochemistry 2nd. 1981: 393. ISBN 9780716712268.  含有內容需登入查看的頁面 (link) Kesl SL, Poff AM, Ward NP, Fiorelli TN, Ari C, Van Putten AJ, Sherwood JW, Arnold P, D'Agostino DP. Effects of exogenous ketone supplementation on blood ketone, glucose, triglyceride, and lipoprotein levels in Sprague-Dawley rats. Nutrition & Metabolism. 2016, 13: 9. PMC 4743170 . PMID 26855664. doi:10.1186/s12986-016-0069-y.  The Ultimate Guide to Beta Hydroxybutyrate (BHB). Keto Vale. 19 September 2018 [2018-09-28]. （原始内容存档于2023-09-27）.  The Perks of Fasting, With None of the Work. The Atlantic. 2017-11-07 [17 November 2017]. （原始内容存档于2023-11-16）.  What Are Ketone Esters - ORGANIC HEALTH FACTS. September 2021 [2021-09-21]. （原始内容存档于2021-09-21） （英国英语）.  Margolis, Lee M; O'Fallon, Kevin S. Utility of Ketone Supplementation to Enhance Physical Performance: A Systematic Review. Advances in Nutrition. 2020-03-01, 11 (2): 412–419. ISSN 2161-8313. PMC 7442417 . PMID 31586177. doi:10.1093/advances/nmz104.  Evans M, Cogan KE, Egan B. Metabolism of ketone bodies during exercise and training: physiological basis for exogenous supplementation. The Journal of Physiology. May 2017, 595 (9): 2857–2871. PMC 5407977 . PMID 27861911. doi:10.1113/JP273185.  Stubbs BJ, Cox PJ, Evans RD, Cyranka M, Clarke K, de Wet H. A Ketone Ester Drink Lowers Human Ghrelin and Appetite. Obesity. February 2018, 26 (2): 269–273. PMC 5813183 . PMID 29105987. doi:10.1002/oby.22051.