Interrompendo l’assunzione di carboidrati (la grande famiglia degli zuccheri) giornaliera, riducendola a zero, e sostituendo tutti i pasti con una alimentazione quasi esclusivamente proteica, si attivano quei processi metabolici finalizzati a portare il nostro organismo a consumare massa grassa attraverso la funzione fisiologica denominata Chetogenesi.

In condizioni di normalità, infatti, il nostro organismo accumula il proprio “carburante”, chiamato glicogeno, nel fegato e nei muscoli e lo utilizza per produrre l’energia di cui ha bisogno. Tale riserva, se non viene ulteriormente “rifornita” di carboidrati attraverso il cibo, si esaurisce nel giro di 24 h.

Una volta esaurito il Glicogeno è il nostro stesso organismo che, vedendosi costretto a trovare il proprio nutrimento altrove, attiva il processo di Chetogenesi. Esso, infatti, inizierà a trasformare il grasso corporeo in zuccheri, al fine di produrre quell’energia, precedentemente fornita dal metabolismo del Glicogeno.

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I corpi chetonici si formano a partire da Acetil-CoA quando predomina la degradazione degli acidi grassi, cioè in condizione di carenza glucidica, dieta chetogenica, digiuno o esercizio prolungati, diabete insulino – dipendente.

Sede formazione: mitocondri epatici
Sede utilizzo: SNC, muscolo striato (scheletrico e cardiaco), rene

L’Acetil-CoA entra nel ciclo dell’acido citrico solo se la degradazione dei grassi e quella dei carboidrati sono bilanciate – se ho quindi gli stessi livelli di Acetil-CoA e ossalacetato.

Infatti l’entrata dell’Acetil-CoA nel ciclo dipende dalla disponibilità di OAA per la formazione di citrato, e la sua concentrazione si abbassa se non c’è glucosio disponibile. Nello stato di digiuno o nello stato diabetico l’OAA viene consumato per formare glucosio. Non è quindi disponibile per la condensazione con l’Acetil-CoA In queste condizioni l’Acetil-CoA viene deviato verso la formazione di acetoacetato e di ß-idrossibutirrato che, insieme all’acetone, sono detti corpi chetonici.

I corpi chetonici sono un importante combustibile nel cervello.
Il cervello umano consuma circa 103g di glucosio al giorno. Produce ATP attraverso glicolisi e ciclo di Krebs.
Acetoacetato e ß-idrossibutirrato escono dai mitocondri – il fegato non può utilizzarli: non c’è la tioforasi – e miocardio e tessuto scheletrico se ne servono per produrre ATP.

Il cervello si adatta al loro utilizzo durante il digiuno e nello stato diabetico come nell'esempio sottostante.

Fonti energetiche del cervello: Glucosio e Corpi chetonici
3° giorno di digiuno: Glucosio 100 g e Corpichetonici 50 g
40° giorno di digiuno: Glucosio 40 g e Corpichetonici 100 g

I corpi chetonici sono equivalenti energetici degli acidi grassi che riescono ad attraversare facilmente la barriera ematoencefalica quando aumenta la loro concentrazione plasmatica.

Durante un digiuno protratto, il cervello richiede 40 g di glucosio al giorno rispetto ai 120 g richiesti nel primo giorno di digiuno.

La trasformazione degli acidi grassi in corpi chetonici da parte del fegato ed il loro uso efficiente da parte del cervello diminuisce quindi le richieste di glucosio.

“Durante il digiuno protratto il 75% del fabbisogno di combustibile del cervello è soddisfatto dai corpi chetonici”

Metabolismo dei corpi chetonici in tessuti extraepatici:

1. D-ß-idrossibutirrato à acetoacetato (D-ß-idrossibutirrato deidrogenasi)
2. Acetoacetato à acetoacetil-CoA (tioforasi)
3. Acetoacetil-CoA à AcetilCoA (tiolasi)

L’ultima fase del processo libera due molecole di Acetil-CoA che entrano nel Ciclo dell’acido citrico e vengono ossidate a CO2 e H2O, producendo energia.