Zu den Ketonkörpern gehören die chemischen Verbindungen Acetoacetat, Aceton und beta-Hydroxybutyrat. Beta-Hydroxybutyrat ist chemisch gesehen kein Keton sondern eine Carbonsäure wird aber zu den Ketonkörpern gezählt.
Ketonkörper entstehen bei Kohlenhydratmangel als Nebenprodukt der Fettverbrennung, in den Mitochondrien der Leberzellen. Dies kann sein bei Hungerzuständen oder bei Diabetes mellitus.
Die Synthese von Ketonkörpern bezeichnet man als Ketogenese. Bei Kohlenhydratmangel werden vermehrt Fettsäuren über die beta-Oxidation zu Acetyl-CoA abgebaut. Gleichzeitig entsteht ein Mangel an Oxalacetat an das Acetyl-CoA normalerweise im Citratzyklus gebunden wird. Die Folge ist, dass es zu einer vermehrten Bildung von Acetyl-CoA in den Hepatozyten (Leberzellen) kommt. Dieses Acetyl-CoA dient als Substrat für die Synthese von Ketonkörpern.
Die Leber gibt die Ketonkörper an das Blut ab, da sie diese nicht metabolisieren kann. Ketonkörper können dann als Energielieferanten dienen z.B. im Zentralnervensystem. Dabei werden die Ketonkörper wieder zu Acetyl-CoA abgebaut und über den Citratcyclus erfolgt die Energiegewinnung.
Wenn Ketonkörper in zu hoher Konzentration im Blut vorkommen, kann es zu einer Erniedrigung des pH-Wertes kommen, vorallem bei Typ-I Diabetes.
Ketose tritt auch auf, wenn man sich sportlich sehr stark betätigt und der Körper zusätzliche Energie benötigt.
Seit einiger Zeit gibt es auch Ketonsalze als Supplemente für den Sportbereich. Diese Ketonsalze vorwiegend das Natrium- oder Kaliumsalz der beta-Hydroxybuttersäure, haben denn selben Effekt wie Ketonkörper die im Hungerzustand entstehen. Welche Auswirkungen sie auf den Leistungssport haben wird zurzeit intensiv untersucht. Eine Studie konnte zeigen, dass es den Ausdauersport durchaus unterstützt. Jedoch wenn Leistungen schnell abgerufen werden müssen, scheinen sie einen gegenteiligen Effekt zu haben. Die Erklärung liegt darin, dass Ketonköper die Verwertung von Glykogen unterbinden. Glykogen ist aber besonders wichtig, wenn Leistung kurzfristig abgerufen werden müssen. Es zeigt sich sogar, dass die Leistung um 7% reduziert war. Wie beta-Hydroxybutyrat beim Ausdauersport wirken, positiv oder negativ, ist nicht bekannt.
Trevor O’Malley, Etienne Myette-Cote, Cody Durrer, Jonathan P. Little. Nutritional ketone salts increase fat oxidation but impair high-intensity exercise performance in healthy adult males. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 2017; 42 (10): 1031 DOI: 10.1139/apnm-2016-0641