And now let's really get down to the mitochondrial level.  Mitochondria are the power plants of our cells, where all the energy is produced (as ATP).  Now, when I was taught about biochemical fuel-burning, I was taught that glucose was "clean" and ketones were "smokey."  That glucose was clearly the preferred fuel for our muscles for exercise and definitely the key fuel for the brain.  Except here's the dirty little secret about glucose - when you look at the amount of garbage leftover in the mitochondria, it is actually less efficient to make ATP from glucose than it is to make ATP from ketone bodies!  A more efficient energy supply makes it easier to restore membranes in the brain to their normal states after a depolarizing electrical energy spike occurs, and means that energy is produced with fewer destructive free radicals leftover.  ~ Emily Dean, MD Psychiatrist

Кетоны - идеальное топливо для наших тел, в отличие от глюкозы – которая разрушительна, менее устойчива, более возбудительна и фактически сокращает вашу продолжительность жизни. Кетоны – не гликируются, это должно говорить о том, что они не оказывают карамелизующего эффекта старения на ваше тело. Здоровый кетоз также помогает морить голодом раковые клетки, поскольку они не способны использовать кетоны для топлива, полагаясь для своего роста только на глюкозу. [5] Энергетические фабрики наших клеток - митохондрии - работают намного лучше на кетогенной диете, поскольку они в состоянии увеличить уровень энергии устойчивым, долгогорящим, эффективным, и надежным способом. Не только это, кетогенная диета вызывает эпигенетические изменения [6], которые увеличивают производство энергии нашими митохондриями, уменьшают производство вредных свободных радикалов, и поддерживают производство GABA (гамма-аминомасляная кислота) - главного ингибирующего мозгового химиката. GABA имеет существенное расслабляющее влияние, и его полезное производство при кетозе также уменьшает токсические эффекты на экситаторные пути нашего мозга. Кроме того, недавние данные предполагают, что кетоз облегчает боли, не считая полного антивоспалительного эффекта. [7]

Кетогенная диета действует на многих уровнях сразу, что не может делать никакой медицинский препарат. Это происходит из-за того, что митохондрии определенно созданы использовать жир для получения энергии. Когда наши митохондрии используют жир, как источник энергии, их загрузка токсинами уменьшается, выражение энергопроизводящих генов увеличивается, выпуск ими энергии увеличивается, и груз воспалительных энергетических отходов уменьшается.

Ключ этих чудесных целебных эффектов в том факте, что жировой метаболизм и выработка при нем печенью кетоновых тел (бета-гидроксибутират и ацетоацетат) могут происходить только внутри митохондрий, оставляя химикалии внутри клетки, но вне митохондрий, с готовностью доступными, чтобы стимулировать мощные антивоспалительные антиоксиданты. Состояние наших митохондрий - главный ключ для оптимального здоровья, и, в то время как верно, что некоторые из нас, возможно, нуждаются в дополнительной поддержке в форме пищевого дополнения, чтобы исцелить эти очень нужные производители энергии, диета все еще остается лучшим ключом для надлежащего баланса.

Основной источник энергии нашего современного мира - сахар, который сначала должен быть переработан в клеточный суп, прежде чем он сможет попасть в энергетические фабрики клетки - митохондрии. Источники энергии из жира не требуют этой обработки; это происходит прямо в митохондриях, в энергетических целях. Таким образом, из сахара энергию произвести труднее, чем из жира. Gabriela Segura, MD

Есть несколько очень сложных шагов в создании АТФ внутри митохондрии, но взгляд на 5 главных частей производства АТФ - это все, что Вы должны знать, чтобы понять, как энергия создается внутри наших митохондрий и почему жиры – ключ к оптимизации их функции. Не стоит сосредотачиваться на специфических названиях, просто попробуйте увидеть целую картину.

    Шаг 1 – Транспортировка источника топлива из пищи в митохондрии

    Топливо должно сначала войти в митохондрии, где происходит все действие. Топливо может поступать из углеводов, или оно может поступать из жиров. Жирные кислоты - химическое название для жира, и средне- и длинно-цепочечные жирные кислоты входят в митохондрии полностью неповрежденными с помощью L-карнитина. Представьте L-карнитин как поезд подземки, который транспортирует жирные кислоты в митохондрии. L-карнитин (от греческого слова carnis означающего мясо или плоть) в основном находится в животных продуктах.

    Топливо из углеводов сначала должно быть раздроблено вне митохондрий, и продукт этого раздробления (пируват) - то, что транспортируется в митохондрии, или он может использоваться, чтобы произвести энергию очень неэффективным способом вне митохондрий через анаэробный метаболизм, который производит АТФ, когда кислород отсутствует.

    Шаг 2 - Топливо преобразуется в Ацетил-КоА **Ацетил-Ко-фермент**

    Когда пируват - продукт разрушения углеводов - входит в митохондрии, он сначала должен быть преобразован ферментативной реакцией в ацетил-КоА.

    Жирные кислоты, которые уже внутри митохондрий, разбиваются, превращаясь прямо в ацетил-КоА в процессе, названном бета-окислением.

    Ацетил-КоА - отправная точка следующего шага в производстве АТФ в митохондриях.

    Шаг 3 - Окисление Ацетил-КоА и Цикл Кребса

    Цикл Кребса (ИНАЧЕ цикл трикарбоновых кислот или цикл лимонной кислоты) - то, что окисляет ацетил-КоА, таким образом удаляя электроны из ацетила-КоА и производя углекислый газ как побочный продукт в присутствии кислорода в митохондриях.

    Шаг 4 - Электроны Транспортируются Через Дыхательную Цепь

    Электроны полученные из ацетил-КoA - который в конечном счете получен из углеводов или жиров - курсируют через многие молекулы как часть транспортной цепи электронов внутри митохондрий. Некоторые молекулы - белки, другие - молекулы ко-факторов. Один из этих ко-факторов - важное вещество, найденное главным образом в животных продуктах, и оно называется кофермент Q-10. Без него митохондриальное производство энергии было бы минимальным. Это - тот же самый кофермент Q10, который блокируют препараты статина, нанося вредный эффект здоровью людей. На 4м шаге также производится вода, когда кислород принимает электроны.

    Шаг 5 - Окислительное фосфорилирование       

    По мере того, как электроны путешествуют по транспортной цепи электронов, они вызывают электрические колебания (или химические градиенты) между внутренней и внешней мембраной в митохондрии. Эти химические градиенты - движущие силы, которые производят АТФ в том, что называют окислительным фосфорилированием. Затем АТФ транспортируется из митохондрий в клетку, чтобы использоваться как энергия для любой из ее тысяч биохимических реакций.

    Но почему жир лучше чем углеводы?

    Если бы не было митохондрий, то жировой метаболизм для энергии был бы ограничен и не очень эффективен. Но природа в течение нашего развития обеспечила нас митохондриями, которые определенно используют для энергии жир. Жир – топливо, позволяющее животным путешествовать на большие расстояния, охотиться, трудиться и играть, поскольку жир дает большее количество энерго-пакетов АТФ, чем углеводы. Биохимически, смысл этого в том, что если мы, высшие млекопитающие, имеем митохондрии, тогда мы должны есть жир. Принимая во внимание, что углеводный метаболизм дает 36 молекул АТФ из молекулы глюкозы, жировой метаболизм дает 48 молекул АТФ из молекулы жирной кислоты в митохондрии. Жир дает больше энергии при том же самом количестве пищи, по сравнению с углеводами. Но не только это, сжигание жира митохондриями - бета окисление - производит кетонные тела, который стабилизируют сверхвозбуждение и окислительное напряжение мозга, связанное со всеми его болезнями, это также вызывает эпигенетические изменения, которые производят здоровые и энергичные митохондрии и уменьшают перепроизводства вредных и воспалительных свободных радикалов среди многих других вещей!  Christian B. Allan, PhD и Wolfgang Lutz, MD, Жизнь Без Хлеба

Есть два ключевых преимущества в использовании кетонных тел как главного топлива, альтернативного глюкозе, для человеческого мозга. Первое, люди обычно имеют существенные жировые запасы тела, таким образом, есть обильная поставка жирных кислот для производства кетонов. Во-вторых, использование кетонов для обеспечения части энергетических требований мозга, когда доступность пищи переменчива, освобождает некоторое количество глюкозы для другого использования и значительно снижает как риск вредного расстройства мускулов во время синтеза глюкозы, так же и угрозу функции других клеток, зависящих от глюкозы, то есть, красных кровяных клеток. Один интересный признак потребления мозгом кетонов - то, что у новорожденных и младенцев оно в четыре-пять раз быстрее, чем у взрослых. Следовательно, в некотором смысле, эффективное использование кетонов младенческим мозгом означает, что он, возможно, имеет лучший топливный резерв, чем мозг взрослого. Хотя роль кетонов как топливного резерва важна, у младенцев, они - больше чем только резервное мозговое топливо - они - также главное основание для синтеза мозговых липидов.

    Наша гипотеза - развитие большей способности производить кетоны эволюционировало одновременно с расширением человеческого мозга. Эта увеличивающаяся способность была прямо связана с развитием запасов жирных кислот в запасах жира тела во время эмбрионального и младенческого развития. И расширенный размер мозга, и такое замечательное увеличение его сложности требовало бы надежной и обильной поставки энергии за очень длинный промежуток времени, вероятно, по крайней мере, в миллион, если не два миллиона, лет. Первоначально, и в некоторой степени, потребности энергии несколько большего мозга гоминид могли быть удовлетворены глюкозой и краткосрочными резервами глюкозы, типа гликогена и синтеза глюкозы из аминокислот.

По мере того, как гоминиды медленно начали развивать больший мозг, получив более безопасную и обильную поставку пищи, дальнейшее расширение мозга могло зависеть от развивающихся существенных жировых запасов и наличия надежного и быстрого доступа к топливу этих жировых запасов. Жировые запасы были необходимы, но все еще не были достаточны без одновременного увеличения способности кетогенеза. Эта уникальная комбинация выдающегося топливного хранилища в жире тела, так же как быстрая и обильная пригодность кетонов как топлива для мозга, которое легко могло заменить глюкозу, были ключевым топливным резервом для расширения мозга гоминид, резервом, который очевидно не был доступен другим сухопутным млекопитающим, включая нечеловеческих приматов.  Stephen Cunnane, Kathlyn Stewart.Human Brain Evolution: The Influence of Freshwater and Marine Food Resources. June 2010, Wiley-Blackwell.