Strategien zur Verbesserung der Ketose: Keton verleiht Resilienz gegen Schlafbeschränkungen (STAK-Sleep)

Nur 1 von 3 Soldaten der US-Armee mit aktiver Komponente erreicht schätzungsweise das Ziel = 7 Stunden Schlaf an Diensttagen, und ~ 14 % haben eine Schlafstörung. Unzureichender Schlaf hat tiefgreifende Auswirkungen auf die menschliche Leistungsfähigkeit, darunter Defizite im Arbeitsgedächtnis, Kreativität, innovatives Denken, strategische Planung, Stimmungsschwankungen, mangelnde Aufmerksamkeit und Wachsamkeit sowie beeinträchtigte körperliche Leistungsfähigkeit. In einer klassischen Dosis-Wirkungs-Schlafstudie, die am Walter Reed Army Institute of Research durchgeführt wurde, wurde gezeigt, dass die Begrenzung des Schlafs auf 3 Stunden pro Nacht für 7 Tage zu einer stetigen Verschlechterung einer psychomotorischen Wachsamkeitsaufgabe über die Woche der Schlafbeschränkung führte. Es hat sich gezeigt, dass eine Schlafbeschränkung über 3 Tage die Treffsicherheitsleistung nachteilig beeinflusst, einschließlich einer erheblich längeren Entscheidungszeit, der falschen Identifizierung von Freunden und Feinden und der Annahme, dass sich die Leistung im Laufe der Zeit nicht geändert hat. Kurzfristige Schlafbeschränkungen sind mit einem gestörten Glukosestoffwechsel und einer verminderten Insulinsensitivität des gesamten Körpers verbunden und erhöhen das Risiko, an T2D zu erkranken. Militärpersonal hat nur wenige gute Möglichkeiten, körperlichen und kognitiven Beeinträchtigungen entgegenzuwirken, die auf unzureichenden Schlaf zurückzuführen sind. Kriegskämpfer greifen zunehmend zu koffein- und zuckerhaltigen Energy-Drinks, um Schlafmangel und Müdigkeit zu bekämpfen, insbesondere während des Einsatzes. Im besten Fall sorgen diese ernährungsphysiologischen Gegenmaßnahmen für eine vorübergehende Leistungssteigerung und können eine „Rebound“-Hypoglykämie auslösen, die Leistungseinbußen verschlimmert, die das Risiko von Fettleibigkeit und damit verbundenen Problemen erhöhen können. Ketose könnte die Toleranz gegenüber Schlafbeschränkungen und Schlafanomalien durch mehrere Mechanismen verbessern. Wir haben berichtet, dass eine 1-Jahres-KD die Schlafqualität und den Anteil der Menschen, die als schlechte Schläfer eingestuft werden, verbessert hat. Ketone sind ein bevorzugter Treibstoff für das Gehirn, der die neurokognitive Funktion verbessern kann. Die Fähigkeit, ein von Lipiden abgeleitetes Substrat (Ketone) zu metabolisieren, das in der Lage ist, den hohen Energiebedarf des Gehirns in Zeiten mit eingeschränktem Zugang zu Kohlenhydraten aufrechtzuerhalten, war eine zentrale Anpassung in der menschlichen Evolution, die auch mit einem bemerkenswerten Schutz vor den negativen Anzeichen einer Hypoglykämie verbunden ist. Am unteren Ende der Ernährungsketose (0,5 mM) werden ~5 % des gesamten Energiestoffwechsels im Gehirn von Ketonen bereitgestellt. Bei Ketonkonzentrationen von 1,5 mM (typisch für KDs) liefern Ketone fast 20 %; am oberen Ende der Ernährungsketose 4–5 mM [erreichbar mit Ketonestern (KE)] wird die Hälfte des Energiebedarfs des Gehirns durch Ketone gedeckt. Wichtig ist, dass in Situationen, in denen der Glukosestoffwechsel im Gehirn beeinträchtigt ist, die Aufnahme und Verwertung von Ketonen vollständig intakt bleiben, was darauf hindeutet, dass Ketone als bevorzugter Brennstoff für das menschliche Gehirn eine Hierarchie von Bedeutung haben.