Metabolisches Syndrom, Krebs

Der Glukose-Keton-Index: ein vorgeschlagener quantitativer Biomarker zur Unterstützung der Prävention und des Managements von Krebs und chronischen Erkrankungen 

Mitochondriale Dysfunktion wird zunehmend als gemeinsames Merkmal vieler chronischer Erkrankungen erkannt, darunter Krebs, Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Adipositas, neurodegenerative Erkrankungen und einige psychiatrische Erkrankungen. Eine beeinträchtigte Mitochondrienfunktion reduziert die zelluläre Energieproduktion, erhöht oxidativen Stress und Entzündungen und trägt zu Stoffwechselstörungen bei.

In diesem Review schlagen die Autoren vor, dass die ketogene Stoffwechseltherapie die Mitochondrienfunktion wiederherstellen kann, indem sie den Blutzuckerspiegel senkt und gleichzeitig die Konzentration zirkulierender Ketonkörper, insbesondere von β-Hydroxybutyrat (BHB), erhöht. Sie legen weiterhin nahe, dass der Glukose-Keton-Index (GKI) – berechnet durch Division des Blutzuckerspiegels (mmol/L) durch die Blut-BHB-Konzentration (mmol/L) – als praktischer Biomarker zur Überwachung der Stoffwechselgesundheit, der Ernährungsketose und der Einhaltung ketogener Interventionen dienen kann. Obwohl der GKI ursprünglich für Hirntumore entwickelt wurde, gehen die Autoren davon aus, dass er ein breiteres Anwendungsgebiet bei einer Reihe chronischer Erkrankungen haben könnte.

Die Übersichtsarbeit fasst Erkenntnisse zusammen, die mitochondriale Dysfunktion mit der Pathogenese chronischer Erkrankungen in Verbindung bringen, und erörtert, wie BHB die mitochondriale Bioenergetik verbessern kann. Im Vergleich zu aus Glukose stammendem Pyruvat und Fettsäuren kann BHB eine effizientere ATP-Produktion unterstützen, reaktive Sauerstoffspezies reduzieren, Entzündungssignale unterdrücken, die mitochondriale Funktion erhalten und die metabolische Flexibilität erhöhen. Die Autoren argumentieren, dass die gleichzeitige Überwachung von Glukose- und Ketonkörpern mittels des GKI eine umfassendere Beurteilung des Stoffwechselstatus ermöglicht als die Messung eines der beiden Werte allein.

Hauptergebnisse

• Mitochondriale Dysfunktion: Es wird angenommen, dass eine mitochondriale Dysfunktion ein gemeinsamer zugrunde liegender Mechanismus ist, der Krebs und zahlreiche chronische Krankheiten miteinander verbindet und zu einer beeinträchtigten Energieproduktion, oxidativem Stress, Entzündungen und Stoffwechselstörungen beiträgt.
• Ketogene Stoffwechseltherapie: Durch die Senkung des Blutzuckerspiegels und die Erhöhung des β-Hydroxybutyrats (BHB) kann die ketogene Stoffwechseltherapie die mitochondriale ATP-Produktion verbessern, oxidativen Stress reduzieren, die mitochondriale Funktion unterstützen und die metabolische Homöostase wiederherstellen.
• Glukose-Keton-Index (GKI): Der GKI integriert Blutglukose und BHB in einen einzigen Biomarker, der den Stoffwechselstatus möglicherweise besser widerspiegelt als jede der beiden Messungen allein.
• Vorgeschlagene GKI-Ziele: Die Autoren vermuten, dass ein GKI-Wert nahe 10 eine leichte ernährungsbedingte Ketose darstellen könnte, während Werte um 1–2 für eine therapeutische Ketose bei Krebspatienten angemessen sein könnten. Diese vorgeschlagenen Zielwerte sind jedoch vorläufig und bedürfen der klinischen Validierung.
• Klinische Überwachung: Die Autoren empfehlen, Glukose, BHB und GKI in Studien zur ketogenen Stoffwechseltherapie täglich oder wöchentlich zu erfassen. Sie schlagen vor, GKI etwa zwei Stunden nach einer Mahlzeit, vorzugsweise abends, zu messen.
• Klinische Anwendungen: Der GKI kann etablierte klinische Marker wie HbA1c, Nüchterninsulin, Triglyceride, C-reaktives Protein und Blutdruck bei der Überwachung der metabolischen Gesundheit und des Ansprechens auf die Therapie ergänzen.
• Forschungseinschränkungen: Ein Großteil der unterstützenden Evidenz stammt aus mechanistischen Studien, präklinischer Forschung, Fallberichten und kleineren klinischen Studien. Krankheitsspezifische GKI-Zielstrukturen wurden noch nicht in großen prospektiven Studien validiert.

Fazit

Die Autoren schlagen vor, dass mitochondriale Dysfunktion ein gemeinsamer biologischer Mechanismus ist, der Krebs und vielen chronischen Erkrankungen zugrunde liegt. Anstatt lediglich als Maß für die Ernährungsketose zu dienen, wird der GKI als praktischer Biomarker zur Überwachung metabolischer Interventionen vorgestellt, die die mitochondriale Funktion verbessern sollen. Durch die Senkung des Blutzuckerspiegels und die Erhöhung des β-Hydroxybutyrats kann die ketogene Stoffwechseltherapie die mitochondriale ATP-Produktion steigern, oxidativen Stress und Entzündungen reduzieren und die metabolische Homöostase wiederherstellen. Die Autoren betonen jedoch, dass krankheitsspezifische GKI-Zielwerte und breitere klinische Anwendungen in größeren prospektiven Studien weiter validiert werden müssen.