Strategier for å forsterke ketose: Keton gir motstandskraft mot søvnrestriksjoner (STAK-Sleep)

Bare 1 av 3 aktive komponentsoldater fra den amerikanske hæren anslås å få målet = 7 timers søvn på vaktdager, og ~14 % har en søvnforstyrrelse. Utilstrekkelig søvn har dype effekter på menneskelig ytelse som inkluderer underskudd i arbeidsminne, kreativitet, innovativ tenkning, strategisk planlegging, humørforstyrrelser, manglende oppmerksomhet og årvåkenhet, og nedsatt fysisk ytelse. I en klassisk dose-respons søvnstudie utført ved Walter Reed Army Institute of Research, ble det vist at å begrense søvnen til 3 timer per natt i 7 dager resulterte i en jevn forringelse av en psykomotorisk årvåkenhetsoppgave gjennom uken med søvnbegrensning. Søvnrestriksjoner over 3 dager har vist seg å ha negativ innvirkning på skytterytelsen, inkludert betydelig lengre tid til å ta avgjørelser, feilidentifisering av venner kontra fiender, og tro at ytelsen ikke endret seg over tid. Kortvarig søvnbegrensning er knyttet til nedsatt glukosemetabolisme og redusert insulinfølsomhet i hele kroppen, og øker risikoen for å utvikle T2D. Militært personell har få gode muligheter for å motvirke fysiske og kognitive skader som skyldes utilstrekkelig søvn. Warfighters bruker i økende grad koffein og sukkerholdige energidrikker for å bekjempe søvntap og tretthet, spesielt under utplassering. I beste fall gir disse ernæringsmessige mottiltakene en forbigående ytelsesøkning, og kan utløse en "rebound" hypoglykemi som forverrer ytelsesskader som kan øke risikoen for fedme og relaterte problemer. Ketose kan forbedre toleransen for søvnbegrensninger og søvnabnormiteter gjennom flere mekanismer. Vi har rapportert at en 1-årig KD forbedret søvnkvaliteten og andelen personer som ble kategorisert som dårlig sovende. Ketoner er et foretrukket hjernedrivstoff som kan forbedre nevrokognitiv funksjon. Evnen til å metabolisere et lipid-avledet substrat (ketoner) som er i stand til å opprettholde hjernens høye energibehov i perioder med begrenset tilgang til karbohydrater var en sentral tilpasning i menneskelig evolusjon, som også er assosiert med en bemerkelsesverdig beskyttelse mot uønskede tegn på hypoglykemi. Ved den lave enden av ernæringsmessig ketose (0,5 mM), blir ~5 % av energimetabolismen i hele hjernen levert av ketoner. Ved ketonkonsentrasjoner på 1,5 mM (typisk for KD), leverer ketoner nesten 20 %; ved den høyere enden av ernæringsmessig ketose 4-5 mM [oppnåelig med ketonestere (KE)], blir halvparten av hjernens energibehov dekket av ketoner. Viktigere i situasjoner der hjernens glukosemetabolisme er svekket, forblir opptak og utnyttelse av ketoner helt intakt, noe som antyder et hierarki av betydning som er lagt på ketoner som det foretrukne drivstoffet for menneskelige hjerner.