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In dieser randomisierten Kontrollstudie (link unten) wurde gezeigt, dass nach einer Infusion mit Betahydroxybutansäure (BHB, ein Ketonkörper) das Gehirn weniger Glukose aufnimmt, dabei unverändert Sauerstoff verbraucht und die Durchblutung des Gehirns deutlich gesteigert wird.
Das Gehirn ist auf eine konstante Energiezufuhr angewiesen. Bei Stoffwechselstress wie z.B. beim Fasten, starker Bewegung oder schweren Krankheiten, verdrängen Ketonkörper die Glukose als oxidativen Brennstoff. Es gibt Hinweise darauf, dass BHB eine effizientere ATP-Ausbeute pro Sauerstoffmolekül im Vergleich zu Lipid- und Kohlenhydratkraftstoffen fördert. Darüber hinaus wurde berichtet, dass BHB den von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) abhängigen oxidativen Stress im zentralen Nervensystem (CNS) senkt, Histon-Deacetylase (HDAC) induzierten oxidativen Stress hemmt und die Expression des neurotrophen Faktors des Gehirns fördert. Eine ketogene Diät hat sich bei der Behandlung von Epilepsie als vorteilhaft erwiesen und kann auch bei neurodegenerativen Erkrankungen, wie z.B. Alzheimer und Parkinson, die bei älteren Menschen am weitesten verbreitet sind, positive Auswirkungen haben.
Erhöhte Sauerstoffzufuhr und unveränderte Sauerstoffausnutzung können – vielleicht zusammen mit einem günstigen Sauerstoff-ATP-Verhältnis und vermindertem oxidativem Stress – zu den neuroprotektiven Wirkungen von Ketonkörpern beitragen.