На низкоуглеводной диете мозг человека ежедневно требует около 100 граммов глюкозы. Печень хранит гликоген, который обеспечивает поддержание уровня глюкозы в крови в условиях дефицита углеводов, особенно для тканей, которые не могут использовать другие источники энергии (например, эритроциты и клетки сетчатки).
Когда потребление углеводов снижается до менее чем 100 граммов в сутки, а запасы гликогена истощаются, организм начинает использовать альтернативные источники для производства глюкозы: лактат, глицерол и аминокислоты, такие как аланин и глутамин.
В условиях низкого поступления углеводов уровень этих аминокислот в крови повышается, что указывает на увеличение распада мышечного белка для обеспечения организма глюкозой.
- Аланин транспортируется в печень, где преобразуется в пируват и участвует в процессе глюконеогенеза. Глутамин, в свою очередь, превращается в глюкозу в почках.
Во время полного голодания в первые две недели организм теряет около 12 граммов азота в сутки, что эквивалентно распаду около 75 граммов мышечного белка для получения примерно 75 граммов глюкозы. Постепенно, через неделю, уровень аланина начинает снижаться, что говорит о замедлении распада белка.
На третьей неделе голодания потери азота уменьшаются до 3–4 граммов в сутки, что соответствует 20 граммам белка. При длительном голодании потери белка могут снижаться до 1 грамма в сутки, но процесс распада никогда не прекращается полностью, так как некоторые ткани всегда требуют небольшого количества глюкозы.
- Эти процессы наблюдаются при почти полном исключении углеводов из рациона после адаптации к кетозу — состоянию, при котором окисление жирных кислот достигает максимума, и печень начинает использовать их для производства энергии.