Exogene Ketone: Sinnloser Hype oder Wunder?

Was leisten exogene Ketone? Wofür sind sie gut, welche Arten gibt es und lohnen sie sich? Ein Überblick.

Der heutige Beitrag ist ein Gastartikel von Matias Corrado, MSc, CFA, Mitgründer von Daily Endurance. Der Fokus liegt auf biochemischen Zusammenhängen und richtet sich primär an fortgeschrittene Leser.

“Ich war schon immer von der Ausdauer begeistert. Was die Menschen widerstandsfähiger macht. Jetzt, 10 Jahre des Experimentierens im physischen und mentalen Bereich, beschloss ich, die Dinge zu Papier zu bringen.”

Was sind Ketone?

Forscher glauben, dass der Mensch und auch viele andere Tierarten die Fähigkeit entwickelt haben, Ketone (oder Ketonkörper) zu produzieren, um das Überleben in Zeiten des Kalorienmangels zu erhöhen. 

Ketone sind vorteilhaft für unsere Muskeln, unser Gehirn und andere Gewebe in Zeiten von Stress – zum Beispiel, wenn wir absichtlich Kalorien einschränken, weil wir fasten, Kohlenhydrate aus unserer Ernährung streichen oder Ausdauersport betreiben.

Ketone werden in der Leber gebildet, wenn die Glykogenspeicher (Zuckerspeicher) erschöpft sind. Dies geschieht normalerweise während einer ketogenen Ernährung (viel fett, wenig Kohlenhydrate), bei der Atkins Diät oder beim Fasten, um dem Körper eine alternative Energiequelle zu den Kohlenhydraten zu bieten [2]. 

Primär sind Ketone eine Alternative für das Gehirn, das kein Fett verbrennen kann. Herz, Muskeln und andere Gewebetypen freuen sich jedoch auch über Ketone.

Wenn jemand der Keto-Diät folgt (auch als sehr niedrige ketogene Kohlenhydrat-Diät oder VLCKD bezeichnet), versetzt es ihn in einen Stoffwechselzustand namens Ketose. Die meisten Low-Carb-Diäten führen nicht zu einem erhöhten Ketonspiegel, nur die ketogene Ernährung schafft dies. Um in der Ketose zu bleiben, solltest Du Deine tägliche Kalorienzufuhr wie folgt gestalten: 

• 70 bis 80 Prozent aus Fett
• nicht mehr als 20 bis 25 Prozent aus Eiweiß
• nicht mehr als 5 bis 10 Prozent aus Kohlenhydraten

Der menschliche Körper produziert drei Arten von endogenen Ketonen

1. Beta-Hydroxybutyrat (BHB): Der Anteil der Gesamtketone im Blut beträgt etwa 70 Prozent.
2. Acetoacetat (AcAc): Diese werden mit Urinstreifen gemessen wird (ca. 25 Prozent).
3. Aceton: (Nebenprodukt des Abbaus von Acetoacetat, kann aber trotzdem als Ketonkörper angesehen werden.) 

Beta-Hydroxybutyrat (oder BHB) ist die häufigste Art von Keton, die wir produzieren und hilft, den Großteil der Energie bereitzustellen, wenn die Ernährung fast frei von allen Kohlenhydraten (s. essen ohne Kohlenhydrate) ist. Während es drei Arten von endogenen Ketonkörpern gibt, enthalten exogene Ketonpräparate meist nur oder hauptsächlich Beta-Hydroxybutyrat (BHB).

Ketose und Keto-Azidose – der Unterschied

Ärzte warnen oftmals vor der Ketose, da sie den Körper übersäuert und lebensgefährlich ist. Würde das stimmen, könnte kein Mensch für einige Tage fasten, sondern würde tot umfallen.

Hier liegt eine Verwechslung mit der Keto-Azidose vor. Sie tritt bei Typ-1-Diabetikern auf und ist in der Tat lebensgefährlich. Doch sie hat nichts mit normaler Ketose zu tun:

• Während der Ketose erreichen Deine Keton-Spiegel im Blut eine Konzentration von 1 bis 6 mM.
• Bei einer Keto-Azidose erreichen die Blutwerte eine Konzentration von 16 bis 30 mM. Dadurch übersäuert das Blut – ein lebensgefährlicher Zustand.
• Die klassische Ketose ist nicht gefährlich und kann mehrere Monate bis Jahre aufrecht erhalten werden.

Worin besteht der Unterschied zwischen endogenen und exogenen Ketonen?

Endogen bedeutet, der Körper kann es selbst herstellen – wie im Falle der Ketose die endogenen Ketone.

Ketonkörper sind keine üblichen Zwischenprodukte des Fettsäureabbaus. Sie werden in der Leber über spezielle Stoffwechselwege gebildet, um – gemeinsam mit freien Fettsäuren – als leicht verfügbarer Energieträger für verschiedene Gewebe zu dienen, insbesondere dann, wenn die Glukosezufuhr eingeschränkt ist.

Durch die exogene Zufuhr von Ketonen wird die körpereigene Produktion umgangen. Dadurch lassen sich die potenziellen Effekte von Ketonkörpern nutzen, ohne den physiologischen Zustand der Ketose einnehmen oder den energetischen Aufwand der körpereigenen Ketonkörperbildung aufbringen zu müssen.

Exkurs: In der Biochemie lässt sich häufig zwischen extern zugeführten (exogenen) und körpereigenen (endogenen) Prozessen unterscheiden. Ein Beispiel ist die Glukoseversorgung: Wir nehmen Glukose über die Nahrung in Form von Kohlenhydraten auf. Gleichzeitig verfügt der Körper über eigene Mechanismen, um Glukose selbst herzustellen – ein Prozess, der als Glukoneogenese bezeichnet wird.

 Richtig angewandt, erhöhen exogene Ketone die sportlichen Leistungen, da sie mehr ATP erzeugen als Glukose und Fett

Sind exogene Ketone sicher?

Die Einnahme exogener Ketonkörper kann einen besonderen Stoffwechselzustand erzeugen, der so in der natürlichen Physiologie kaum vorkommt. Dabei bleiben Blutzucker- und Insulinwerte meist im normalen Bereich, während die Zellen verstärkt Ketone als Energiequelle nutzen und weniger Glukose benötigen. Die Ketone werden dabei von außen zugeführt und im Körper direkt verwertet, ohne dass sie zuvor selbst gebildet werden müssen. Produktion und Nutzung sind in diesem Fall voneinander getrennt.

Wenn es darum geht, natürliche Stoffwechselzustände zu beeinflussen, stellt sich häufig die Frage nach der Sicherheit. Die bisherige Forschung zu exogenen Ketonen gilt als grundsätzlich solide, befindet sich jedoch noch in einer vergleichsweise frühen Phase. Einige Studien wurden von Universitäten durchgeführt, die selbst an Keton-Patenten beteiligt sind, was bei der Einordnung berücksichtigt werden sollte.

Langzeitdaten liegen bislang nur begrenzt vor, da exogene Ketone erst seit weniger als zehn Jahren breiter eingesetzt werden. Dennoch wächst die Zahl der Studien stetig, und weitere Erkenntnisse sind zu erwarten.

Derzeit gilt: Wer exogene Ketone nicht überdosiert und sich an die empfohlenen Einnahmemengen hält, bewegt sich nach aktuellem Wissensstand im sicheren Bereich.

Was sind die Vorteile von exogenen Ketonen?

Ketone gelten als die energieeffizienteste Kraftstoffquelle für den Körper und setzen hohe Mengen an ATP (Adenosintriphosphat) frei, das oft als Energiewährung bezeichnet wird.

Die Vorteile der Einnahme exogener Ketone:

• Entzündung. βOHB kann an das Protein GPR109A binden und den Entzündungskomplex NLRP3 hemmen.
• Oxidativer Stress. Oxidativer Stress ist typischerweise definiert als ein Zustand, in dem die ROS aufgrund einer übermäßigen Produktion und/oder einer beeinträchtigten Beseitigung im Übermaß auftreten. Die antioxidative und oxidative Stressminderung von Ketonkörpern wurde sowohl in vitro als auch in vivo, insbesondere im Rahmen der Neuroprotektion, umfassend beschrieben. 
• Neuroprotektion. Ketonkörper vermindern den Grad der Zellschädigung, Verletzung, Tod und niedrigeren Apoptose in Neuronen und Kardiomyozyten.
• DNA-Protektor. Ketonkörper sind Histondeacetylase-(HDAC)-Inhibitoren. Die Rolle der Deacetylase-Inhibitoren kann als DNA-Protektoren angesehen werden. Histone sind Proteine, die eine Rolle dabei spielen, wie DNA kopiert und deren Anweisungen ausgeführt werden. BHB wirkt wie ein HDAC-Inhibitor, der vor DNA-Schäden durch Alterung schützt. BHB ist “ein Anti-Aging-Ketonkörper”.  
• Hilft, die Stoffwechselfunktionen zu verbessern. Ketonester werden auch verwendet, um den Ketonspiegel zu erhöhen und gleichzeitig den Cholesterin- und Triglyceridspiegel zu senken. In bestimmten Tierstudien hat sich gezeigt, dass die Abgabe von exogenen Ketonen an Ratten den Blutzucker- und Insulinspiegel senkt, selbst wenn die Ratten hoch verarbeitete Diäten mit hohem Gehalt an raffinierten Kohlenhydraten wie Maisstärke essen.
• Verbessert die Signale bei psychischer Gesundheit. Die Verabreichung von exogenem Keton-Ergänzungsmitteln, wie Ketonsalzen oder Ketonestern, erzeugt eine schnelle und anhaltende Ernährungsketose und Stoffwechselveränderungen, die bei Störungen des Zentralnervensystems (ZNS), einschließlich psychiatrischer Erkrankungen wie Angst und Depressionen, potenzielle therapeutische Wirkungen hervorrufen können.

• Erhöhtes BDNF.  Brain derived neurotrophic factor (BDNF) ist für die Entwicklung und Freisetzung von Neurotransmittern und die Gehirnfunktion unerlässlich. Ein trophischer Faktor, der auch mit kognitiver Verbesserung und der Linderung von Depressionen und Ängsten verbunden ist. (Meditation, kalte Duschen, Joggen und Heilpilze können BDNF auch erhöhen, es entsteht ein Synergismus).

Weitere Lifestyle-Vorteile der Ketose

Hilft beim Übergang in die Ketose

Die Keto-Grippe kann während der Umstellungsphase in die Ketose auftreten und dauert 5 bis 14 Tage. Sie kann zu Durchfall, Krämpfen, Übelkeit, Verstopfung, schlechtem Atem, allgemeiner Schwäche und Ausschlag führen, aber diese Symptome lassen nach, nachdem Du Dich in der Ketose befindest (oder mit Ketonen ergänzt) [6]. Exogene Ketone beschleunigen den Übergang rapide.

Indirekte Hilfe bei Fettverbrennung und Gewichtsabnahme

Keton-Präparate können die Fettverbrennung und Gewichtsabnahme indirekt unterstützen. Allein eingenommen führen sie jedoch in der Regel nicht automatisch zu einer Gewichtsabnahme, insbesondere wenn keine kohlenhydratarme oder ketogene Ernährung eingehalten wird. Sie stellen keine „magische Lösung“ zum Abnehmen dar.

Als Unterstützung können Keton-Präparate dabei helfen, in der Ketose zu bleiben, was wiederum den Fettabbau begünstigen und den Appetit reduzieren kann.

Exogene Ketone können verwendet werden, um das Energieniveau, die Leistungsabgabe, die körperliche Leistungsfähigkeit und die Erholung nach dem Training zu verbessern.

Gehirnnebel (Brainfog) reduzieren und geistige Leistungsfähigkeit verbessern

Wenn Glukose in Deiner Ernährung nicht verfügbar ist, können sowohl Fettsäuren als auch Ketonkörper vom Gehirn verstoffwechselt werden. Studien haben ergeben, dass Ketone der kognitiven/seelischen Gesundheit zugute kommen, indem sie die Kognition bei Erwachsenen mit eingeschränktem Gedächtnis verbessern, die Konzentration steigern, Aufmerksamkeit und das Lernen verbessern.

Verbessert die Trainingsleistung und Erholung

Es gibt viele Kontroversen über Ketose und Sportleistung. Tatsache ist, dass es durch physiologische Prozesse tatsächlich die Leistung und Erholung verbessert. Aber wie viele Dinge in der Biologie ist es ein Kompromiss. (Siehe Punkt später für eine tiefere Erklärung).

Proteinsynthese und muskelschonend

Unser Körper besteht zu einem großen Teil aus Proteinen – und das betrifft nicht nur den Muskelaufbau. Zahlreiche lebenswichtige Prozesse sind auf eine funktionierende Proteinsynthese angewiesen. 

Die Aminosäure Leucin, deren Verfügbarkeit im Zusammenhang mit Ketonen erhöht sein kann, unterstützt den Energiestoffwechsel, unter anderem durch eine verbesserte Glukoseaufnahme, die Bildung neuer Mitochondrien und die Fettsäureoxidation. Dadurch wird Energie für die Proteinsynthese bereitgestellt und gleichzeitig der Abbau von körpereigenem Protein gehemmt.

Arten von exogenen Ketonen

Beta-Hydroxybutyrat (BHB) ist der Ketonkörper, der vom Körper am effizientesten zur Energiegewinnung genutzt wird. Daher zielen die meisten exogenen Keton-Präparate darauf ab, vor allem den BHB-Spiegel im Blut zu erhöhen.

Es gibt drei Haupttypen von Keton Präparaten:

Ketonsalze (manchmal auch BHB-Salze genannt)

Ketonsalze (auch BHB-Salze genannt) sind Ketonkörper, die an Mineralstoffe wie Natrium, Kalzium, Magnesium oder Kalium gebunden sind. Diese Mineralien können dazu beitragen, typische Begleiterscheinungen einer ketogenen Ernährung – etwa Muskelschwäche oder Verdauungsprobleme – abzumildern.

Ketonsalze werden meist in pulverförmigen Keton-Produkten eingesetzt und enthalten in der Regel eine Kombination aus Beta-Hydroxybutyrat (BHB), Natrium und weiteren Inhaltsstoffen.

Zu beachten ist, dass bei Ketonsalzen grundsätzlich die Gefahr einer Überdosierung von Mineralstoffen besteht. Dies betrifft vor allem Personen, die keine ketogene Ernährung einhalten, bei der der erhöhte Mineralstoffbedarf teilweise von Vorteil sein kann [5].

Ketonester

Dabei handelt es sich im Wesentlichen um reine Ketone, die im Körper rasch zu Beta-Hydroxybutyrat (BHB) umgewandelt werden. Diese Form ist für Verbraucher bislang wenig verbreitet und wird vor allem in Forschung und Lehre eingesetzt.

Ketonester haben den Vorteil, den Blutketonspiegel sehr schnell anzuheben. Gleichzeitig sind sie jedoch dafür bekannt, stark unangenehm zu schmecken und Magen-Darm-Beschwerden verursachen zu können.

Öle

MCT-Öle (Medium Chain Triglyceride) werden verwendet, um Ketone zu verstärken und die gleichen Vorteile wie die zuvor genannten zu ergänzen. 

Der einzige Unterschied besteht darin, dass MCTs zuerst in der Leber abgebaut werden müssen, bevor sie energetisch genutzt werden können, was diese Art von Nahrungsergänzungsmitteln etwas weniger effektiv macht als Ketonsalze oder -ester. Aber sie sind zumindest endogen.

Wie und warum man exogene Ketone verwendet

Keton-Präparate können zwischen den Mahlzeiten oder vor dem Training eingesetzt werden. Sie können Dich außerdem dabei unterstützen, leichter und schneller wieder in die Ketose zu kommen, wenn Du die ketogene Ernährung vorübergehend unterbrochen hast.

Die Einnahme ist sowohl mit einer Mahlzeit als auch nüchtern möglich. Viele Menschen empfinden die Wirkung jedoch als stärker, wenn Keton-Präparate auf nüchternen Magen, etwa morgens oder während des Fastens, eingenommen werden. Pulverförmige Keton-Produkte lassen sich gut mit Wasser, Kaffee oder Tee mischen. Keto-Getränke oder -Smoothies können dabei sowohl warm als auch kalt getrunken werden.

Gelegentlich wurden Magen-Darm-Beschwerden beobachtet. Solltest Du Nebenwirkungen bemerken, empfiehlt es sich, die Dosierung oder den Einnahmezeitpunkt anzupassen oder die Einnahme zu pausieren.

Wie Du exogene Nahrungsergänzungsmittel verwendest, hängt von Deinen Zielen und der Dosierung in dem Präparat ab.

Der optimale Bereich der Blutketonspiegel liegt zwischen 1,5 bis 5,0 mmol/L, je nach Bedarf, körperlicher Verfassung und Veranlagung. Hochwertige Ketonprodukte können Dir helfen, Deinen Blutketonspiegel auf bis zu 1,5 mmol/L zu erhöhen. Die korrekte Befolgung einer Keto-Diät kann das Niveau noch weiter erhöhen.

  Die Einnahme durch einen Proteinshake oder einfach in Wasser/Kokosmilch gerührt ist am einfachsten

Potenzial für sportliche Leistungen

Abgesehen von medizinischen Anwendungen könnten exogene Ketone künftig auch im Sportbereich eine größere Rolle spielen. Aus biochemischer Sicht ist das plausibel, da sie es dem Körper ermöglichen, Glukose und Ketone gleichzeitig als Energiequelle zu nutzen. 

Wie stark sich das bei hochintensiven Belastungen auswirkt, ist derzeit noch nicht eindeutig geklärt. Hinweise deuten jedoch auf eine verbesserte kognitive Leistungsfähigkeit hin, die sich positiv auf die Gesamtleistung auswirken kann [31].

Ketonkörper und Laktat nutzen ähnliche Transportmechanismen, um in die Zellen zu gelangen. In Anwesenheit von Ketonen könnte daher weniger Laktat anfallen, was insbesondere bei niedrigeren bis moderaten Intensitäten von Vorteil sein kann. In diesen Belastungsbereichen profitiert der Körper von einer größeren metabolischen Flexibilität, also der Fähigkeit, zwischen Glukose, Fett und Ketonen zu wechseln.

Theoretisch könnten exogene Ketone dazu beitragen, Glukose zu sparen, den Fettstoffwechsel zu fördern, die Laktatbildung zu begrenzen und den Muskelabbau zu reduzieren. Darüber hinaus werden ihnen entzündungshemmende Effekte und eine mögliche Unterstützung der Regeneration zugeschrieben. Zu beachten ist jedoch, dass vereinzelt Magen-Darm-Beschwerden berichtet wurden [30].

Zusammenfassend zeigen die bislang verfügbaren Daten, dass eine kurzfristige Ernährungsketose durch exogene Ketone das Potenzial hat, den Energieeinsatz während des Trainings zu beeinflussen und unter bestimmten Bedingungen Leistungsvorteile zu bieten. 

Besonders profitieren könnten trainierte Personen, die Ketone während körperlicher Belastung besser aufnehmen und verwerten können. Insgesamt spricht die physiologische Grundlage für einen möglichen Nutzen in Training und Erholung, auch wenn weitere Forschung erforderlich ist [30].

Verwendung im Zusammenhang mit einer ketogenen Ernährung

• Schnellerer Einstieg in die Ketose und stabilerer Blutzucker: Exogene Ketone können den Übergang in einen keto-adaptierten Stoffwechsel erleichtern oder nach einer kohlenhydratreicheren Phase beschleunigen. Die Unterstützung einer stabilen Blutzuckerkontrolle kann zudem für die metabolische Gesundheit relevant sein.

• Zwei Energiequellen während des Trainings oder Wettkampfs: Während längerer Belastungen – etwa bei Ausdauerwettkämpfen wie Ironman oder Ultramarathons – kann es vorteilhaft sein, dem Körper gleichzeitig Glukose und Ketone als Energie bereitzustellen. Das kann den Energiestoffwechsel unterstützen und helfen, während des Wettkampfs weniger Nahrung aufnehmen zu müssen.

• Sportliche Leistung und Regeneration: Wie bereits beschrieben, besteht ein Potenzial zur Unterstützung von Leistungsfähigkeit und Erholung, insbesondere bei gut trainierten Personen.

• Mehr Energie und mentale Klarheit: Menschen, die bereits Erfahrung mit Ketose haben, berichten häufig von verbesserter Energie, Konzentration und Stimmung, wenn Ketone verfügbar sind.

• Schlaf: Es gibt zudem anekdotische Hinweise, dass exogene Ketone den Schlaf positiv beeinflussen können. Belastbare Daten hierzu sind jedoch noch begrenzt.

Fazit über exogene Ketone

Allgemeine Studien deuten darauf hin, dass exogene Ketone in Form von Salzen oder Estern grundsätzlich als sicher gelten. Sie können den Einstieg in die Ketose beschleunigen und ermöglichen eine kurzfristige Nutzung von Ketonen als Energiequelle. Soll die Ketose jedoch langfristig aufrechterhalten werden, ist eine deutliche Reduktion der Kohlenhydratzufuhr erforderlich; die Fettzufuhr sollte dabei moderat angepasst werden.

Zu den möglichen Vorteilen zählen mehr Energie, eine Unterstützung der Leistungsfähigkeit und Regeneration, ein leichterer Übergang in die Ketose sowie Hinweise auf reduzierten oxidativen Stress und entzündliche Prozesse. Für eine abschließende Bewertung sind jedoch weitere langfristige Studien notwendig.