β-Hydroxybutyrate - เกลือ BHB ถูกสร้างขึ้นมาเท่ากันหรือไม่?
เวลาอ่านประมาณ: 6 นาที
มีร่างกายของคีโตนสามตัวที่สร้างขึ้นจากอาหารที่เป็นคีโตเจนิก คีโตนบอดีเหล่านี้ ได้แก่ อะซีโตอะซีเตต (AcAc), เบต้าไฮดรอกซีบิวทิเรต (BHB) และอะซิโตน Acetoacetate เป็นคีโตนตัวแรกที่ผลิตขึ้นจากการสลายไขมันในตับ ส่วนหนึ่งของ acetoacetate จะถูกเปลี่ยนเป็น beta-hydroxybutyrate ซึ่งเป็นคีโตนที่อุดมสมบูรณ์และเสถียรที่สุดในการไหลเวียน
แม้ว่าร่างกายของคีโตนสามตัวจะผลิตขึ้นจากอาหารที่เป็นคีโตเจนิก แต่บล็อกโพสต์นี้เกี่ยวกับ BHB มีความสนใจอย่างมากในการสร้าง BHB ของตนเองผ่านการรับประทานอาหารที่เป็นคีโตเจนิกและการเสริม ผู้คนจำนวนมากใช้คีโตนจากภายนอกในรูปแบบต่างๆ เพื่อช่วยให้สุขภาพสมองแข็งแรง
ฟังก์ชันการส่งสัญญาณเหล่านี้ของ BHB เชื่อมโยงสภาพแวดล้อมภายนอกอย่างกว้างขวางกับการควบคุมยีนอีพิเจเนติกส์และการทำงานของเซลล์ และการกระทำของมันอาจเกี่ยวข้องกับโรคต่างๆ ของมนุษย์ ตลอดจนความชราของมนุษย์
นิวแมน, JC, & Verdin, E. (2017). β-Hydroxybutyrate: สารส่งสัญญาณ การทบทวนโภชนาการประจำปี, 37, 51 76- https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-nutr-071816-064916
แต่ฉันต้องการให้คุณเข้าใจว่ามีความแตกต่างบางประการในแบบฟอร์ม BHB ที่มีให้
D-BHB (D-beta-hydroxybutyrate) และ L-BHB (L-beta-hydroxybutyrate) เป็นรูปแบบสองรูปแบบของ ketone body beta-hydroxybutyrate และพวกมันเป็นสเตอรีโอไอโซเมอร์ พูดง่ายๆ ก็คือ พวกมันคือโมเลกุลที่มีสูตรเคมีและโครงสร้างเดียวกันแต่มีการจัดเรียงตัวของอะตอมในอวกาศต่างกัน ทำให้พวกมันสะท้อนภาพของกันและกัน
ความแตกต่างที่แท้จริงระหว่างทั้งสองนี้อยู่ที่บทบาททางชีวภาพและกิจกรรมในร่างกาย D-BHB เป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ หมายความว่าเป็นส่วนสำคัญในการผลิตพลังงานและการเผาผลาญ
เมื่อคุณทานอาหารคีโตเจนิกหรืออดอาหาร ตับของคุณจะผลิต D-BHB เป็นตัวคีโตนหลัก มันทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานทดแทนสำหรับสมอง หัวใจ และกล้ามเนื้อของคุณในยามที่กลูโคสขาดแคลน D-BHB เป็นรูปแบบที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีผลในเชิงบวกมากมายต่อกระบวนการของเซลล์ เช่น การส่งเสริมการทำงานของไมโทคอนเดรีย การดูดเลือดอัตโนมัติ และการกำเนิดทางชีวภาพของไมโทคอนเดรีย
ทั้งหมดนี้มีความสำคัญต่อสุขภาพสมอง! คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการยลเหล่านี้ได้ที่นี่ในบล็อกโพสต์ที่ฉันเขียน:
ในทางตรงกันข้าม L-BHB เป็นรูปแบบที่ไม่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพของเบต้า-ไฮดรอกซีบิวทิเรต ผลิตในปริมาณที่น้อยกว่าในร่างกายและมีฟังก์ชันการเผาผลาญที่จำกัด อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าการวิจัยล่าสุดกำลังเริ่มเปิดเผยบทบาทที่เป็นไปได้ของ L-BHB ในกระบวนการต่างๆ ของเซลล์
L-BHB กลายเป็น D-BHB ได้อย่างไร
ในร่างกายมนุษย์ การเปลี่ยน L-BHB เป็น D-BHB เกิดขึ้นผ่านกระบวนการที่เรียกว่าสเตอรีโอไอโซเมอไรเซชัน ในโลกของโมเลกุล สเตอรีโอไอโซเมอไรเซชันเป็นกระบวนการที่โมเลกุลเปลี่ยนการจัดเรียงอะตอมแบบสามมิติ แปลงสเตอรีโอไอโซเมอร์หนึ่งให้เป็นอีกสเตอรีโอไอโซเมอร์โดยไม่เปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลโดยรวม การเปลี่ยนแปลงในการจัดเรียงเชิงพื้นที่นี้อาจนำไปสู่ความแตกต่างในคุณสมบัติและหน้าที่ของไอโซเมอร์ที่เป็นผลลัพธ์ (หากคุณมีปัญหาในการนึกภาพคำอธิบายนี้ โพสต์บล็อกนี้ เป็นสิ่งที่ต้องอ่าน เนื่องจากมีกราฟิกที่ยอดเยี่ยมที่สร้างโดยคนฉลาดสุด ๆ)
ในโลกของ BHB นั้น การแปลงสภาพทำได้โดยเอนไซม์ที่เรียกว่า beta-hydroxybutyrate dehydrogenase (BDH1) ซึ่งมีอยู่ในไมโทคอนเดรียของเซลล์ โดยส่วนใหญ่อยู่ในตับ
เอนไซม์ BDH1 เร่งปฏิกิริยาย้อนกลับระหว่างสเตอรีโอไอโซเมอร์สองตัว ได้แก่ L-BHB และ D-BHB ปฏิกิริยายังเกี่ยวข้องกับโคเอนไซม์ NAD+/NADH เมื่อมี BDH1 และ NAD+ อยู่ L-BHB จะถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้าง acetoacetate ในขณะที่ลด NAD+ เป็น NADH ต่อจากนั้น อะซีโตอะซีเตตสามารถรีดิวซ์กลับไปเป็น D-BHB โดย NADH จะถูกออกซิไดซ์กลับไปเป็น NAD+ ในกระบวนการ
เป็นที่น่าสังเกตว่ากระบวนการแปลงสภาพนี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพสูง เนื่องจาก L-BHB มีอยู่ในร่างกายในปริมาณที่น้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับ D-BHB และเอนไซม์ BDH1 มีความสัมพันธ์กับ D-BHB สูงกว่า ด้วยเหตุนี้ ร่างกายคีโตนส่วนใหญ่ที่ใช้เป็นพลังงานจึงเป็น D-BHB ซึ่งเป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่รับผิดชอบต่อประโยชน์ต่อสุขภาพส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับคีโตซีส
ความรู้ที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการกระทำภายนอกของ BHB และเครื่องมือที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับการส่ง BHB หรือจำลองผลกระทบของมัน มอบคำมั่นสัญญาสำหรับการปรับปรุงสุขภาพของมนุษย์และอายุที่ยืนยาว
นิวแมน, จอห์น ซี. และอีริก เวอร์ดิน “β-Hydroxybutyrate: สารส่งสัญญาณ” การทบทวนโภชนาการประจำปี 37 (2017): 51-76 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6640868/
ฉันกำลังใช้ BHB ประเภทใด
เกลือคีโตนส่วนใหญ่ในท้องตลาดมีส่วนผสมของ D-BHB และ L-BHB เนื่องจากกระบวนการผลิตเกลือคีโตนมักส่งผลให้เกิดส่วนผสมของราซิมิก ซึ่งมีปริมาณสเตอริโอไอโซเมอร์สองตัวคือ D-BHB และ L-BHB ในปริมาณที่เท่ากัน ผลิตภัณฑ์เหล่านี้บางครั้งเรียกว่า "เกลือ racemic BHB" หรือเรียกง่ายๆ ว่า "เกลือ BHB"
D-BHB เป็นคีโมเจนิกมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ และให้แคลอรี่น้อยกว่าส่วนผสมของ racemic ของ BHB หรือไตรกลีเซอไรด์สายโซ่ขนาดกลาง
Cuenoud, B., Hartweg, M., Godin, JP, Croteau, E., Maltais, M., Castellano, CA, … & Cunnane, SC (2020) การเผาผลาญของ D-beta-hydroxybutyrate จากภายนอกซึ่งเป็นสารตั้งต้นพลังงานที่หัวใจและไตบริโภค พรมแดนทางโภชนาการ, 13 https://doi.org/10.3389/fnut.2020.00013
สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่า D-BHB เป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ซึ่งเกี่ยวข้องกับประโยชน์ด้านสุขภาพส่วนใหญ่ที่มาจากร่างกายของคีโตน เช่น การเผาผลาญพลังงานที่ดีขึ้น การทำงานของการรับรู้ และกระบวนการระดับเซลล์ L-BHB ซึ่งมีฤทธิ์ทางชีวภาพน้อยกว่า ไม่ได้มีส่วนช่วยให้เกิดประโยชน์เหล่านี้มากนัก
เมื่อคุณทดสอบคีโตนในเลือดของคุณ คีโต-โมโจ (ลิงค์พันธมิตร) หรืออุปกรณ์ตรวจสอบคีโตนในเลือดอื่น ๆ คุณควรรู้ว่าพวกเขาวัดเฉพาะ D-BHB เท่านั้น ดังนั้นเมื่อคุณบริโภคเกลืออิเล็กโทรไลต์ racemic (D/L-BHB) ระดับ L-BHB ในพลาสมาที่เพิ่มขึ้นจะไม่ตรวจพบโดยเครื่องวัดคีโตนในเลือดของคุณ
ในขณะที่เกลือ racemic BHB เป็นเกลือที่พบได้บ่อยที่สุด บางบริษัทได้เริ่มผลิตและทำการตลาดผลิตภัณฑ์เสริมอาหารคีโตนที่มีเฉพาะรูปแบบ D-BHB ซึ่งมักเรียกกันว่า “เกลือ D-BHB” หรือ “D-BHB esters” ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีเป้าหมายเพื่อให้ประโยชน์ของคีโตนบอดี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการส่งมอบไอโซเมอร์ D-BHB ที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม อาหารเสริม D-BHB มีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงกว่าเมื่อเทียบกับเกลือ racemic BHB เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนกว่าที่เกี่ยวข้องกับการแยกไอโซเมอร์ D-BHB
เหตุใดฉันจึงต้องใช้เกลือ racemic BHB ในเมื่อฉันมีแบบฟอร์ม D-BHB ได้
เมื่อพูดถึง L-BHB นั้นเป็นเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้น—ประมาณ 2-3%—ของการผลิต BHB ทั้งหมดระหว่างการถือศีลอด สิ่งนี้นำไปสู่การสันนิษฐานว่า L-BHB อาจไม่มีหน้าที่สำคัญในร่างกาย แต่การวิจัยได้เริ่มแสดงให้เห็นว่า L-BHB ทำมากกว่าแค่รอที่จะเปลี่ยนเป็น D-BHB พบว่ามีส่วนร่วมในการเผาผลาญและอาจมีบทบาทนอกเหนือจากการเป็นตัวกลางในการออกซิเดชันเบต้าของไขมัน
ตัวอย่างเช่น การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ใช้เทคนิคในการวิเคราะห์และวัดการกระจายตัวของไอโซเมอร์ L-BHB และ D-BHB ในเนื้อเยื่อต่างๆ ของหนู ทั้งก่อนและหลังการให้อาหารเสริมราซิมิกคีโตนที่มีไอโซเมอร์ทั้งสอง พวกเขาพบว่าการเสริม racemic ketone ขนาดสูงเพียงครั้งเดียวที่มีทั้ง L-BHB และ D-BHB ทำให้ L-BHB เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในเนื้อเยื่อทั้งหมดโดยเฉพาะในสมอง
การเพาะเลี้ยงเซลล์ให้เบาะแสว่า L-BHB มีประโยชน์ในการลดการอักเสบ และดูเหมือนว่าการมีทั้ง L-BHB และ D-BHB หมุนเวียนพร้อมกันอาจช่วยควบคุมการทำงานของภูมิคุ้มกัน
ฉันจะไม่ดูหมิ่น L-BHB ว่าเป็นอาหารเสริมคีโตนจากภายนอกที่ด้อยกว่าอย่างสมบูรณ์
การวิจัยยังคงทำอยู่
การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่า D- และ L-BHB มีอัตราการดูดซึมและการกระจายตัวทั่วเนื้อเยื่อต่างกัน และชะตากรรมของเมแทบอลิซึมที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจมีความหมายที่สำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้ในการรักษาโรค และการวิจัยเพิ่มเติมควรกล่าวถึงวิธีที่คีโตนมีอิทธิพลต่อเนื้อเยื่อแต่ละส่วนแตกต่างกันอย่างไร
Pereira, D. (2022, 14 สิงหาคม). ทำไมเราต้องการทั้ง D-BHB และ L-BHB โภชนาการคีโต. https://ketonutrition.org/why-do-we-need-both-d-bhb-and-l-bhb/
สรุป
หากคุณสามารถรับมือกับ D-BHB บางตัวได้ ไปข้างหน้าและดูว่าคุณคิดว่าทำงานได้ดีกว่า L-BHB หรือไม่ แต่ถ้าคุณทำไม่ได้ หรือคุณไม่สามารถซื้อรูปแบบทางชีวภาพที่เหมือนกันมากกว่านี้ได้ ก็อย่าเพิ่งตกใจไป ฉันใช้ L-BHB ในสิ่งที่ฉันสงสัยว่าเป็นส่วนผสมของราซิมิก และพบว่ามันมีประโยชน์ต่อสมองของฉันจริงๆ ฉันยังแนะนำให้คนที่ฉันทำงานด้วย และฉันตื่นเต้นที่จะติดตามงานวิจัยที่ออกมาเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม
ฉันหวังว่าคุณจะพบว่าบล็อกโพสต์นี้มีประโยชน์ในการเรียนรู้ทุกวิธีที่คุณจะรู้สึกดีขึ้น!
อ้างอิง
Cuenoud, B., Hartweg, M., Godin, JP, Croteau, E., Maltais, M., Castellano, CA, … & Cunnane, SC (2020) การเผาผลาญของ D-beta-hydroxybutyrate จากภายนอกซึ่งเป็นสารตั้งต้นพลังงานที่หัวใจและไตบริโภค พรมแดนทางโภชนาการ, 13 https://doi.org/10.3389/fnut.2020.00013
Desrochers, SYLVAIN, Dubreuil, PASCAL, Brunet, JULIE, Jette, MANON, David, FRANCE, Landau, BR, & Brunengraber, HENRI (1995) เมแทบอลิซึมของ (R, S)-1, 3-บิวเทนไดออล อะซีโตอะซีเตต เอสเทอร์ สารอาหารที่เป็นไปได้ทางหลอดเลือดและทางลำไส้ในสุกรที่มีสติ วารสารอเมริกันสรีรวิทยา - ต่อมไร้ท่อและเมแทบอลิซึม, 268(4), E660-E667 https://doi.org/10.1152/ajpendo.1995.268.4.E660
Han, YM, Ramprasath, T., & Zou, MH (2020) β-hydroxybutyrate และผลการเผาผลาญต่อพยาธิสภาพที่เกี่ยวข้องกับอายุ ยาเชิงทดลองและโมเลกุล, 52(4) 548-555 https://doi.org/10.1038/s12276-020-0415-z
Lincoln, BC, Des Rosiers, C. และ Brunengraber, H. (1987) เมแทบอลิซึมของ S-3-hydroxybutyrate ในตับหนูที่ถูกทำให้สมบูรณ์ จดหมายเหตุของชีวเคมีและชีวฟิสิกส์, 259(1) 149-156 https://doi.org/10.1016/0003-9861(87)90480-2
นิวแมน, JC, & Verdin, E. (2017). β-Hydroxybutyrate: สารส่งสัญญาณ การทบทวนโภชนาการประจำปี, 37, 51 76- https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-nutr-071816-064916
Storoschuk, K., & Ari D'Agostino, C. “ทำไมเราถึงต้องการทั้ง D-BHB และ L-BHB” Keto Nutrition: วิทยาศาสตร์สู่การประยุกต์ใช้ (14 ส.ค. 2022). https://ketonutrition.org/why-do-we-need-both-d-bhb-and-l-bhb/
Youm, YH, Nguyen, KY, Grant, RW, Goldberg, EL, Bodogai, M., Kim, D., … & Dixit, VD (2015) สารคีโตน β-hydroxybutyrate บล็อก NLRP3 โรคอักเสบที่เกิดจากการอักเสบ ยาธรรมชาติ, 21(3) 263-269 https://www.nature.com/articles/nm.3804
2 คอมเมนต์