Il test dei chetoni urinario è uno strumento ampiamente utilizzato per monitorare lo stato di chetosi nella dieta chetogenica. Tuttavia, l'interpretazione dei dati può spesso generare confusione.
Cos'è la Chetonuria?
La chetonuria indica la presenza di corpi chetonici nelle urine. In condizioni normali, l'acetone, l'acido acetoacetico e l'acido beta-idrossibutirrico non sono riscontrabili, se non in minime tracce.
Questa condizione compare in circostanze piuttosto specifiche, in cui si verifica un massiccio ricorso ai depositi lipidici dell'organismo in relazione ad una ridotta disponibilità di glucosio e/o la capacità dei tessuti di metabolizzare rapidamente i corpi chetonici risulti ridotta.
L'organismo non è in grado di usare i carboidrati adeguatamente. La comparsa di corpi chetonici (acido acetacetico, acido beta-idrossibutirrico e acetone) nelle urine coincide con l'aumento di queste sostanze nel sangue (chetonemia), condizione che si instaura quando la capacità dei tessuti di metabolizzare rapidamente i corpi chetonici si riduce.
Cause della Chetonuria
La chetonuria si instaura per cause diverse, tra cui digiuno prolungato, diete squilibrate, alcolismo cronico, stati febbrili, gravidanza ed ustioni estese.
Leggi anche: Approfondimento su chetoni e proteine nelle urine
- Il digiuno prolungato
- Diete molto povere di carboidrati, come la dieta chetogenica che può a sua volta causare una serie di sintomi comunemente conosciuti con il nome di keto flu
- L’ attività fisica intensa
- Il diabete di tipo 1 non trattato
Anche altre condizioni come vomito persistente, febbre, ustioni, malnutrizione grave, disturbi alimentari, patologie come l’ipertiroidismo o l’abuso di alcol possono favorire l’accumulo di chetoni.
Infine, durante la gravidanza si possono riscontrare livelli elevati di chetoni, soprattutto se l’alimentazione è squilibrata o se sono presenti episodi di vomito frequente.
Chetonuria nel Diabete
Nel diabete, la chetonuria si verifica quando la quantità di insulina è insufficiente a permettere una corretta utilizzazione del glucosio, che normalmente costituisce la principale fonte di energia per le funzioni vitali. Per sopperire questa mancanza, l'organismo utilizza i grassi a scopo energetico. I corpi chetonici sono i prodotti di scarto finali di questo processo.
Il riscontro dei corpi chetonici nelle urine può indicare la necessità di aggiustare la terapia con insulina o altri farmaci ipoglicemizzanti. Nella maggior parte dei casi, il diabete gestazionale si risolve non molto tempo dopo il parto.
Valori Normali e Misurazione dei Chetoni
Normalmente, la quantità di corpi chetonici nelle urine è molto bassa, tanto da non essere dosabile con le tecniche usuali. La loro concentrazione nelle urine aumenta, invece, in presenza di un'alterazione del metabolismo.
Leggi anche: Valori ottimali dei chetoni
In condizioni normali i chetoni nelle urine sono assenti o presenti solo in tracce minime. Valori superiori a 30-70 mg nelle urine indicano invece un aumento della produzione. In caso di valori elevati, soprattutto nei pazienti diabetici, è fondamentale rivolgersi al medico.
Esami per Misurare i Chetoni
Gli esami per rilevare i chetoni servono per valutare se il corpo sta utilizzando i grassi come principale fonte di energia, e vengono effettuati sul sangue o sulle urine. In genere vengono richiesti in caso di sospetta chetosi, chetoacidosi, oppure per monitorare pazienti con diabete, in particolare diabete di tipo 1.
- Esame del sangue: si può effettuare in laboratorio o a domicilio, grazie a strumenti appositi che forniscono un risultato immediato tramite una piccola puntura sul dito.
- Esame delle urine: si basa sull’utilizzo di strisce reattive che cambiano colore a seconda della concentrazione di chetoni.
- Esame del respiro: alcuni dispositivi misurano i chetoni presenti nell’alito rilevando l’acetone.
Valori dei Chetoni nel Sangue
- Valori inferiori a 0,6 mmol/L sono considerati nella norma.
- Un intervallo compreso tra 0,6 e 1,5 mmol/L indica uno stato di chetosi.
- Livelli superiori a 1,5 mmol/L nei pazienti diabetici possono suggerire un rischio di chetoacidosi, soprattutto se associati a iperglicemia.
- Quando la concentrazione supera 3,0 mmol/L, è necessario un intervento medico immediato.
Chetoni e Dieta Chetogenica
La dieta chetogenica è un regime alimentare a bassissimo contenuto di carboidrati e ad alto apporto di grassi, che induce l’organismo a produrre chetoni come fonte primaria di energia. In questo contesto la presenza di corpi chetonici nel sangue non è un segnale “patologico”, ma il risultato atteso della strategia nutrizionale. L’obiettivo della dieta chetogenica è infatti quello di mantenere uno stato di chetosi “controllata”, in cui i grassi diventano la fonte di energia primaria al posto del glucosio.
Il test dei chetoni urinario è un metodo non invasivo e pratico per rilevare la chetosi. Si basa sulla reazione tra una sostanza chiamata nitroprussiato e il corpo chetonico noto come acetoacetato presente nelle urine.
Tecnicamente la chetosi è definita dalla presenza di chetoni nel flusso sanguigno (chetonemia). I chetoni nelle urine (chetonuria) indicano semplicemente una sovrapproduzione di chetoni, il cui eccesso è rintracciabile nelle urine.
Leggi anche: Tutto sulla Dieta Chetogenica
I ketotest registrano solo concentrazioni relative e non le quantità assolute di corpi chetonici: questo significa che i cambiamenti nello stato di idratazione possono influenzare la concentrazione di chetoni rilevati. Bere tanta acqua tende a diluire le concentrazioni dei chetoni urinari dando come risultato colorazioni più lievi.
La concentrazione di corpi chetonici può subire delle variazioni durante il giorno a causa degli oscillanti livelli ormonali. Generalmente le concentrazioni di chetoni sono minori al mattino e maggiori alla sera, raggiungendo il picco verso mezzanotte. Alcuni soggetti mostreranno chetoni urinari più alti dopo un pasto ricco di grassi, soprattutto di trigliceridi a catena media (MCT).
L'escrezione di chetoni nelle urine può rappresentare il 10-20% dei chetoni totali prodotti nel fegato, ovvero circa 10-20 grammi totali al giorno. Poiché i chetoni hanno un valore calorico di 4,5 Kcal/gr, la perdita di calorie attraverso l'urina è solo di 45-90 Kcal al giorno, una quantità irrilevante dal punto di vista della perdita del grasso corporeo.
L'obiettivo ideale sembra essere una colorazione rosa pallido, indicativa di chetoni a livelli bassi ma sufficienti per confermare la chetosi. Questo suggerisce che i livelli di chetoni nel sangue non sono così elevati da ostacolare la perdita di grasso corporeo o compromettere la massa muscolare.
Quando i Chetoni Sono Pericolosi?
I chetoni diventano pericolosi quando si accumulano nel sangue oltre la capacità dell’organismo di smaltirli. In questo caso il pH ematico si abbassa, e può insorgere una condizione detta chetoacidosi, che rappresenta un’emergenza medica.
Il rischio maggiore riguarda i pazienti con diabete di tipo 1. La mancanza di insulina, infatti, impedisce alle cellule di utilizzare il glucosio, costringendo l’organismo a ricorrere ai grassi. L’eccessiva produzione di chetoni porta a una serie di sintomi tra cui disidratazione, perdita di sali minerali e squilibrio acido-base. Senza un trattamento tempestivo, la condizione può evolvere in coma e portare addirittura alla morte.
In condizioni fisiologiche la produzione di chetoni rimane invece, in genere, entro limiti gestibili, sebbene sia sempre buona norma allertare il proprio medico in presenza di alterazioni.
Come Funziona la Dieta Chetogenica?
Il corpo umano è previdente: sa bene che la sopravvivenza dipende dalla capacità di ricavare energia da substrati diversi come glucosio, proteine, acidi grassi e chetoni. E sa ancora meglio che a volte queste sostanze non sono immediatamente disponibili, per cui ha imparato a metterle da parte con grande efficienza.
In un uomo di circa settanta kg, con una percentuale di grasso corporeo intorno al 20%, sono presenti 14 kg di grasso, pari a oltre 126.000 kcal. Quando c’è un deficit calorico la quantità di zuccheri disponibile è sufficiente a garantire energia per poche ore, mentre l’utilizzo di proteine è limitato visto i gravi problemi che un’eccessiva perdita può causare. In definitiva il carburante di riserva più abbondante e a buon mercato è il grasso corporeo.
L’utilizzo di questi substrati dipende dallo stato metabolico dell’organismo. Se c’è una buona disponibilità di glucosio allora questo sarà il carburante d’elezione, ma quando i livelli di glucosio sono ridotti allora saranno i grassi e i chetoni ad essere bruciati.
La maggior parte dei tessuti e degli organi preferisce utilizzare glucosio per ricavare l’energia necessaria alle proprie funzioni, ad eccezione del cuore che lavora con una miscela di glucosio, acidi grassi e chetoni.
Quando il glucosio non è disponibile molti organi e tessuti riescono a ricavare energia dagli acidi grassi. Molti ma non tutti: il cervello, i globuli rossi, la midollare del surrene e il midollo osseo non possono utilizzare acidi grassi e necessitano comunque di glucosio per funzionare.
Quando la loro concentrazione sale molti tessuti cominciano a utilizzarli senza problemi. Unica eccezione il fegato, che non possiede gli enzimi necessari a metabolizzarli e utilizza invece acidi grassi.
Dopo qualche giorno di dieta la maggior parte dell’energia necessaria alle funzioni dell’organismo proviene da acidi grassi e chetoni: dopo qualche settimana l’utilizzo dei corpi chetonici tende a ridursi, privilegiando quello degli acidi grassi.
Contrariamente a quanto si pensa la dieta chetogenica non è una dieta iperproteica: il consumo di proteine in genere è vicino a quello indicato nelle linee guida.
Ruolo dell'Insulina e del Glucagone
L’insulina è un ormone che il pancreas rilascia quando aumenta la presenza di glucosio nel sangue. La glicemia è mantenuta in un intervallo di valori strettamente controllato compreso tra 80 e 120 mg/dl (milligrammi per decilitro). Quando consumiamo un pasto ricco di carboidrati la glicemia aumenta rapidamente causando il rilascio di insulina.
Quando la glicemia cala, a causa dell’attività fisica, del digiuno o di una dieta povera di carboidrati, cala anche il livello dell’insulina mentre aumenta quello del glucagone. Anche questo ormone è prodotto dal pancreas ma ha effetti opposti a quelli dell’insulina stimolando la mobilitazione e il rilascio dei nutrienti accumulati in forma di trigliceridi, glicogeno e proteine. Insulina e glucagone sono antagonisti e il loro rapporto a livello del circolo ha un ruolo importante nel determinare lo stato di chetosi.
Durante la dieta chetogenica i livelli di questi ormoni primari, insieme alla disponibilità di nutrienti e altri fattori di stress, controllano i livelli e gli effetti di altri ormoni. Adrenalina e noradrenalina aumentano e stimolano il rilascio di acidi grassi dal tessuto adiposo.
Infine viene ridotta la conversione di T4, forma meno attiva degli ormoni tiroidei, in T3, forma più attiva, con l’effetto finale di ridurre il catabolismo delle proteine.
Il Fegato e la Gluconeogenesi
Il fegato è organo chiave nei processi metabolici, la centrale alla quale, in maniera diretta o indiretta, arrivano tutti i nutrienti consumati e assorbiti. Il glucosio è accumulato nel fegato sotto forma di glicogeno e la quantità di glicogeno presente - che può arrivare intorno ai 120 grammi in un adulto - è uno dei fattori che controlla il modo in cui i nutrienti vengono utilizzati.
A causa di un’intensa attività fisica o nel corso di una dieta povera di carboidrati le riserve di glicogeno calano, con l’avvio di processi catabolici: i nutrienti accumulati a livello dei tessuti vengono nuovamente resi disponibili.
La gluconeogenesi è un processo oneroso, in particolar modo problematico è l’utilizzo di proteine che a lungo andare può causare severi problemi. È come se, in pieno inverno, per scaldare la vostra casa, avendo esaurito tutta la legna da ardere (i carboidrati), vi trovaste costretti a bruciare mobili di pregio, porte, finestre, perfino le travi che sorreggono il tetto (le preziose proteine).
Adipociti e Accumulo di Grassi
Gli adipociti sono le cellule che costituiscono il tessuto adiposo, piccoli magazzini in cui i grassi sono accumulati in forma di trigliceridi. Quando l’insulina è elevata, come avviene dopo un pasto, gli adipociti assorbono glucosio e acidi grassi e li utilizzano per produrre trigliceridi: le scorte di grasso aumentano.
Quando il livello di insulina cala, e sale invece quello di glucagone, adrenalina e noradrenalina, aumentano il processi lipolitici: i trigliceridi sono demoliti e il glicerolo e gli acidi grassi che li compongono sono riversati in circolo.
Un rapporto insulina/glucagone elevato indica che siamo ben nutriti: il fegato e vari tessuti accumulano i nutrienti in eccesso. Quando la disponibilità di carboidrati si riduce, come avviene durante la dieta chetogenica, il rapporto si inverte e le scorte di glicogeno epatico si riducono. Cala anche il livello di una sostanza chiave, il malonil-CoA, un intermedio della sintesi degli acidi grassi, inibitore di un enzima, carnitina palmitoil transferasi 1 (CPT1), la cui attività è essenziale per il trasferimento degli acidi grassi a catena lunga all’interno del mitocondrio.
Corpi Chetonici: Acetone, Acido Acetacetico e Acido Beta-Idrossibutirrico
- Acido acetacetico: è il prodotto diretto dei processi che avvengono nel fegato.
- Acetone: è prodotto per decarbossilazione dell’acetoacetato, può essere convertito a piruvato, lattato o aceto per produrre energia oppure può essere escreto attraverso le urine o, essendo molto volatile, attraverso il respiro.
I corpi chetonici sono piccole molecole solubili in acqua che vengono riversate in circolo e possono essere utilizzate per produrre energia nella maggior parte dei tessuti. I chetoni possono attraversare senza difficoltà la barriera ematoencefalica e sono carburante indispensabile per le cellule del sistema nervoso quando la disponibilità di glucosio è ridotta.
In condizioni normali il fegato produce sempre una piccola quantità di corpi chetonici, con una concentrazione ematica di circa 0,1 mmol/l (millimoli per litro). Quando la concentrazione sale intorno a 0,2 mmol/l si parla di chetosi. La chetosi può essere dovuta ad un intenso esercizio fisico: dopo un forte lavoro aerobico la concentrazione dei chetoni può arrivare a 1-2 mmol/l. Durante il digiuno o una dieta chetogenica il livello può salire fino a 5-8 mmol/l. Valore superiori a questa soglia indica una condizione differente, definita chetoacidosi.
pH e Corpi Chetonici
Il pH misura l’acidità di una soluzione acquosa. Un pH pari a 7 indica una soluzione neutra, un valore inferiore a 7 una soluzione acida, un valore superiore a 7 una soluzione basica. I processi metabolici sono influenzati dal pH del mezzo in cui avvengono.
I corpi chetonici sono degli acidi e, nella prima fase della chetosi, possono provocare una leggera riduzione del pH ematico, che si stabilizza rapidamente e viene mantenuto su valori normali almeno fino a quando la concentrazione dei corpi chetonici non superi 10 mmol/l.
La dieta chetogenica ha come obiettivo quello di favorire l’utilizzo dei grassi come substrati energetici, sfruttando meccanismi fisiologici che probabilmente riflettono un adattamento che permette di mantenere il cervello ben nutrito quando i carboidrati non sono disponibili.
Durante una dieta chetogenica il nostro corpo brucia essenzialmente grassi, con contributi modesti degli altri substrati. Questo crea condizioni metaboliche particolari in molti tessuti che sono alla base dei diversi effetti osservati per questa dieta, dal dimagrimento alla riduzione della frequenza degli attacchi epilettici in pazienti pediatrici. La maggior efficienza nell’utilizzare grassi la rende anche adatta ad essere utilizzata nella fase di preparazione per diversi sport di endurance.
La chetonemia è una condizione che si specifica per la presenza elevata di corpi chetonici nel sangue. Nel caso in cui sono rilevati livelli elevati di corpi chetonici richiede interventi a livello di dieta, idratazione e stile di vita.
Tra i sintomi distintivi ci sono un alito dolciastro o fruttato che, come indicato, è conseguenza dell’eliminazione di acetone attraverso il respiro. Altri segni possono essere affaticamento, mal di testa, nausea e irritabilità.
Un aumento dei corpi chetonici può essere causato da diverse abitudini o patologie. Tra le abitudini si possono indicare la cosiddetta dieta chetogenica, quindi a basso contenuto di carboidrati, il digiuno prolungato e un’attività fisica intensa o continuata per molto tempo.
La chetonemia si risolve ripristinando i livelli normali di glucosio e riequilibrando l’alimentazione. Se la chetonemia è dovuta al digiuno, basta reintrodurre gradualmente carboidrati nella dieta. Per chi segue una dieta chetogenica, la chetonemia è intenzionale e si risolve aumentando l’apporto di carboidrati.
Il riscontro di chetoni nelle urine - definito chetonuria in termini medici - è tipico delle condizioni caratterizzate da un esaltato catabolismo di acidi grassi liberi, in presenza di una ridotta disponibilità di glucosio.