Einige findige Wissenschaftler haben sich gefragt, ob unterschiedliche Eiweiß-Quellen unterschiedlich wirken. Denn mittlerweile hat sich durchgesetzt, dass Protein ein guter Nährstoff fürs Abnehmen ist. Doch … gibt es da vielleicht Unterschiede?

Gedacht, getan.

Die Wissenschaftler mästeten ihre Mäuschen hierbei und fütterten unterschiedliche Eiweiß-Quellen: Casein (Milchprotein), Soja, Fisch, Rind, Hühnchen und Schwein.

Die Soja-Gruppe sei ein „bisschen fetter“ geworden. Die Fisch- und Rind-Gruppe war jeweils so fett wie die Kontroll-Mast-Gruppe. Richtig fett allerdings wurden die Mäuse, die Hühnchen und Schwein als Eiweiß-Quelle bekamen.

Es gebe, so ein Wissenschaftler der Gruppe, unglaubliche Unterschiede zwischen den Gruppen.

Für die größte Überraschung sorgte die Casein-Gruppe. Die nämlich war so schlank wie die Kontroll-Gruppe, die normal aß. Trotz der Mast.

Die Wissenschaftler gaben sich noch nicht zufrieden und fütterten den fetten Mäuschen das Standard-Futter plus entweder Casein oder Schwein. Dies sollte die Fettleibigkeit rückgängig machen. Passierte auch: beim Casein. Nicht aber beim Schwein.

„Wir wissen nicht, warum die Tiere, die Schwein oder Hühnchen bekamen, so extrem fett wurden. Wir haben nicht einmal eine Hypothese.“ Aber Casein, so die Autoren, sei sehr speziell was seine Wirkung angehe.

Ob das auch bei uns Menschen so ist? Die Forscher wissen es nicht. Es gebe allerdings Hinweise darauf, dass Milchprodukte vor Fettleibigkeit schützen.

Und dann kommt die glorreiche Erkenntnis:

Grundsätzlich ist das faszinierend. Es zeigt sich, dass nicht nur bestimmte Nährstoffe einen Einfluss auf die Fettmasse haben, sondern Nahrungsmittel an sich.“

Na, so was aber auch.

Jeder edubily-Leser wird hier grinsen und ein bisschen stolz auf sich sein, weil er das schon seit Monaten oder Jahren weiß. Denn nicht nur einmal haben wir hier geschrieben, dass Lebensmittel mehr sind als die addierte Wirkung von (Mikro-)Nährstoffen.

Im Stoffwechsel-Buch gibt es die zwei Beobachtungen direkt serviert:

• Milchprodukte sind — was Körpergewicht angeht — anders. Das wissen wir seit 20 Jahren, Zemel sei Dank.
• Es gibt Tierstämme, die sind resistent gegen induzierte Fettleibigkeit — trotz gleicher Kalorienzufuhr.

Wie oft muss noch gezeigt werden, dass bei gleicher Kalorienzahl völlig andere Resultate entstehen können? In Tiermodellen längst bekannt, hundertfach reproduziert. Wir Menschen hingegen glauben noch in 10 Jahren, dass 2000 Kalorien eben 2000 Kalorien sind. Ganze Ernährungskonzepte basieren auf solchen Annahmen. Weight Watchers, „If It Fits Your Macros“ und wie sie alle heißen.

Ernährung ist eben mehr als Kalorienbedarf mit Kalorien und Mikronährstoffen füllen.

Referenzen: 

http://sciencenordic.com/milk-proteins-have-slimming-effect

Liisberg, Ulrike; Myrmel, Lene Secher; Fjære, Even u. a. (2016): „The protein source determines the potential of high protein diets to attenuate obesity development in C57BL/6J mice“. In: Adipocyte. 5 (2), S. 196-211, DOI: 10.1080/21623945.2015.1122855.

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Hefezellen: Entweder glykolytisch oder oxidativ

Hefezellen können grundsätzlich zwei verschiedene Systeme zur Energiegewinnung nutzen. Einmal fermentativ, das heißt hauptsächlich Glykolyse mit bevorzugtem Substrat Glukose, einmal oxidativ, das heißt der vollständige Abbau des Substrats, in diesem Falle dann Ethanol.

Der Pilz fermentiert in der ersten Phase Glukose. Das Abbauprodukt ist Ethanol. Dieser reichert sich in der Umgebung an. In der zweiten Phase baut der Organismus dann Ethanol vollständig oxidativ ab.

Der Wechsel zwischen den beiden Phasen nennt man diauxischer Wechsel. 

Bei diesem Wechsel passiert etwas Spannendes:

• Es werden deutlich weniger Proteine gebildet, die beim Zuckerabbau (Glykolyse) und bei der Protein-Synthese beteiligt sind.
• Gleichzeitig werden mehr Proteine gebildet, die für die Gluconeogenese, den Citrat-Zyklus und die Atmungskette (Elektronentransportkette) zuständig sind. Es werden außerdem massiv mehr Mitochondrien gebildet.

Zwei ganz wesentliche Rollen spielen dabei einmal die Glukose-Verfügbarkeit und einmal die Eisen-Verfügbarkeit.

Die Zelle switcht von Glykolyse und Protein-Synthese zu oxidativer Stoffwechsel und weniger Protein-Synthese, wenn weniger Glukose vorhanden ist. Umgekehrt kann dieser Wechsel nur passieren, wenn die Eisen-Mobilisation klappt. Dafür hat die Hefe Speicher in der Zelle, kann aber auch Eisen aus der Umgebung aufnehmen.

Ganz ähnlich auch bei uns Menschen

Das Lustige an der Sache ist, dass wir diesen „Wechsel“ kennen. Von unserem eigenen Muskel. (Freilich wird dort nicht Ethanol, sondern Fettsäuren abgebaut.)

Das sah, im Handbuch niedergeschrieben, in etwa so aus:

Auch wenn das ein wenig komplex(er) aussieht, am Ende (ganz unten) steht das Gleiche: Entweder glykolytisch und Protein-Synthese oder oxidativer Stoffwechsel und Mitochondrien.

Auch hier galt: Die Glukose-Verfügbarkeit reguliert unter anderem den muskulären Stoffwechsel.

(Anmerkung: Immer daran denken, dass wir uns entlang eines Spektrums bewegen und nicht von heute auf morgen von glykolytisch auf oxidativ (oder umgekehrt) switchen können und das Ganze beim Menschen komplexer ist als in einer einzelnen Zelle!)

Eisen – Gut für die Fettverbrennung, schlecht für die Glukose-Toleranz

Gerade liegt eine Arbeit vor mir, die ganz klar aufzeigt, wie Eisen das Diabetes-Risiko verändert. Klare Botschaft: Mit Eisen-Restriktion kann man den Glukose-Stoffwechsel ganz dramatisch verbessern und die Bauchspeicheldrüse komplett schützen – so, dass selbst bei Nagetieren, die quasi-misshandelt werden (Mast), die Bauchspeicheldrüse perfekt funktioniert und der Glukose-Stoffwechsel nicht entgleist.

Die Autoren betreiben Ursachen-Forschung und legen folgende Gedanken dar:

• Eisen moduliert den Stoffwechsel ganz weitreichend. Weitreichender als nur im Hinblick auf die Insulin-Sekretion
• Eisen beeinflusst die Insulin-Sensitivität durch einen komplexen Mechanismus, der die AMPK-mediierte Glukose-Aufnahme, das Glukose-Cycling der Leber und die Adipokin-Produktion betrifft
• Speziell: Eisen verstärkt die Fettsäure-Oxidation, so, dass Mäuse, denen man viel Eisen verfüttert, „hypermetabolisch“ werden, wenn man sie mästet – das passiert nicht bei der normalen Ernährung
• Das führt dazu, dass Eisen-Mäuse recht gut geschützt sind gegenüber Fettleibigkeit und fettleibigkeitsinduzierter Insulin-Resistenz
• Eisen verstärkt die Fettsäure-Oxidation zugunsten der Glukose-Oxidation
• Eisen hat allerdings „zwei Seiten“: In allen Modellen schützt Eisen-Restriktion die ß-Zell-Funktion (Insulin-produzierende Bauchspeicheldrüsen-Zellen) und wahrt die Insulin-Sensitivität
• Aber: Eisen moduliert den Fettstoffwechsel und somit Fettleibigkeit und den Stoffwechsel, allerdings kommt es darauf an, welche Ernährungsform man wählt

Die Autoren übersetzen das für uns. Ein niedriger Ferritin-Wert ohne Eisen-Mangel heißt: sehr gute Glukose-Toleranz (aber eine schlechtere Fettverbrennung). Umgekehrt sagen die Autoren, dass „mehr Eisen“ zu einer gesteigerten Fettsäure-Oxidation führt.

Ähnliches wurde von uns bereits postuliert

Im Trainingsguide hatte ich damals ähnliche Einblicke gegeben:

Box 12: Eisen – zweischneidiger geht nicht

Die Eisenverfügbarkeit reguliert die Sauerstoffverfügbarkeit des Muskels. Und noch viel wichtiger: Es reguliert die so genannte Sauerstoffbindekapazität des Muskels, denn die wird reguliert durch ein eisenhaltiges Enzym, das in der mitochondrialen Atmungskette lokalisiert ist.

Das Thema Sauerstoffbindekapazität ist ganz neu: Zum ersten Mal scheint klar zu sein, wo muskuläre Ausdauerleistungsfähigkeit steigt und fällt und vor allem … wo der Kalorienumsatz entsteht (Schiffer, 2010). Der Kalorienumsatz entsteht anscheinend genau dort: Je höher der Sauerstoffumsatz (= höhere Sauerstoffbindekapazität und höhere oxidative Kapazität), umso höher auch der Kalorienverbrauch.

Dies erklärt ein Naturparadox: Die besten Ausdauerathleten im Tierreich haben die höchsten Kalorienausgaben, obwohl man genau das Gegenteil annehmen würde. Denn es ist ökonomisch einfach nicht sinnvoll, ein Ausdauerathlet zu sein und gleichzeitig energetisch ineffizient. Aber anscheinend schließen sich Effizienz (auf Stoffwechselebene im Muskel) und Leistungsfähigkeit aus.

Fakt ist: Nie hatte ich dauerhaft einen niedrigeren RQ (Maß für die Oxidation von Fettsäuren) als zu Zeiten, wo Eisen (gemessen anhand des Ferritins) am höchsten war.

(Anmerkung: Dies könnte man auch schlicht damit erklären, dass ich im Verhältnis weniger Kohlenhydrate oxidiert habe – siehe unten -, dann nämlich verschiebt sich auch der RQ.)

Doch dieses extreme Verschieben in Richtung oxidativer Stoffwechsel (= Fettverbrennung) bringt auch Nachteile mit sich: Die Glukose­-Utilisation ist herabgesetzt und somit zwangsläufig auch die Glukose-­Toleranz.

Darüber hinaus scheint Eisen signifikant negativ den Glukose-­Stoffwechsel zu regulieren. In der Tat korreliert der Eisen-­Gehalt im Körper sehr stark mit der Inzidenz des metabolischen Syndroms. Offensichtlich kann man die Rolle von Eisen bezüglich der Stoffwechselentgleisung nicht abstreiten.

Eisen reguliert negativ die Glukose­-Transporter und andere Systeme des Glukose­-Stoffwechsels. Umgekehrt kann eine Eisen­-Restriktion den Glukose­-Stoffwechsel deutlich (!) verbessern.

Hier postuliere ich nun zum ersten Mal, dass Eisen-­Restriktion ein probates Mittel zu sein scheint, um metabolische Entgleisungen zu verhindern oder gar zu „heilen”.

Kleines Aber: Restriktion, ohne dass tatsächlich ein Mangel eintritt. Nun weiß ich, dass man die Fettleibigkeit nicht nur in einem „backward”-­Modus „heilen” kann (also durch Restriktion von Eisen), sondern gerade auch durch einen „forward”-­Modus (mehr Eisen für höhere oxidative Kapazität) – doch bei letzterer Intervention besteht die Gefahr, dass die Glukose­-Toleranz sich derart verschlechtert, dass Fettsäuren das Primärsubstrat sein müssen. Aber … das ist es für viele sowieso schon.

Die Qual der Wahl.

Übersetzt in unser Leben könnte das dann so aussehen: Je höher der Eisen-Gehalt im Körper, umso wahrscheinlicher wird die metabolische Entgleisung hin zum Diabetes*:

(Bei der Korrelation von Ferritin mit Diabetes muss man aufpassen, weil chronische Entzündungen im Körper auch zur Ferritin-Anreicherung führen. Aufpassen also im Sinne von: Kausalität nicht verwechseln.)

Wer aufgepasst hat: Das gilt nur dann, wenn man Glukose (also Kohlenhydrate) essen will. Denken wir doch einmal an unseren Einzeller. Der entscheidet sich – metabolisch betrachtet – auch für ein Substrat.

Eisen: Toxin und Stoffwechselregulator

Wissenschaftler glauben heute zurecht, dass Eisen ein Kandidat ist, den man im Auge behalten sollte. Aber manche Forscher sagen auch, richtigerweise, dass Eisen eben ein Stoffwechsel-Regulator ist, wie hier gezeigt.

Mit Blick auf den Stoffwechsel sollte man sich dann vielleicht vor Augen führen, dass ein hoher Eisengehalt im Körper nicht oder nur sehr bedingt mit einer guten Glukose-Toleranz vereinbar ist. 

Und schon haben wir ein Rätsel gelöst: Wieso können viele Völker viele Kohlenhydrate essen? Die essen reziprok dazu vermutlich sehr viel weniger Fleisch und haben sehr viel mehr Phytinsäure in ihrer Nahrung, das Eisen bindet und ausschwemmt. Auch dieser Vorgang ist bei einigen in der Paleo-Welt negativ besetzt. Phystinsäure = böse. Nein, in diesem Kontext überhaupt nicht. Solange der Eisengehalt im Körper adäquat bleibt, ist das hier – wie gezeigt – sehr passend.

Um noch einmal auf die oben angeführten Trainingsguide-Inhalte zurückzukommen: Viele meiner Leser lesen auch woanders und sind fest davon überzeugt, dass der Ferritin-Wert nicht hoch genug sein kann. In meinen Augen ein fataler Gedanke – zumindest dann, wenn man insulinsensitiv sein möchte.

Extrem hohe Ferritin-Werte? Nicht zielführend

Nur um eine Sache zu erklären: Das meiste Eisen lagert im Hämoglobin (über 60 %), dann kommt Ferritin mit 30 %. Myoglobin macht nur noch 3,5 % aus und die anderen Häm-Enzyme (Cytochrome und so weiter) 0,5 %.

Wenn man über diese Verteilung nachdenkt, sollte klar werden, warum es keinen Sinn ergibt, den Ferritin-Wert ins Endlose steigern zu wollen. Wenn der Ferritin-Wert deutlich ansteigt, sollten alle anderen Eisen-Systeme längst abgesättigt sein.

Wie tief ist zu tief?

Anthony Colpo hat dazu ausgiebig Erfahrungen gesammelt. Er selbst sagt, dass sich sein Glukose-Stoffwechsel ganz dramatisch verbessert hat, nachdem er seine hohen Ferritin-Werte mit Phlebotomie gesenkt hat.

Und er berichtet auf seiner Seite auch, wann es zu viel des Guten war:

Als ich meinen Ferritin-Wert unter 30 senkte, begann ich mich während und nach Bike-Touren müde zu fühlen. Nachdem ich den Wert auf 40 anhob, war wieder alles in Ordnung.

Ein Ferritin-Wert von 30 und 40 ist eine Liga für sich und eine Gratwanderung, versteht sich. Man sollte immer bedenken, dass so etwas hoch individuell sein kann – manche kommen mit solchen Werte kaum noch aus dem Bett (die werden sicher gleich diesen Artikel kommentieren). Andere, wie Anthony Colpo, fahren damit hervorragend.

Im Anhang findest du zum weiterlesen eine Literatur-Liste.

Weiterführende Literatur

Interessant ist der Artikel bei Free The Animal – hauptsächlich für die englisch verstehenden Deutschen. Der Autor dort schrieb einen lesenswerten Artikel nieder, wenngleich diese Extrapolation durchaus etwas zu weit geht – meiner Meinung nach.

Ansonsten, auch lesenswert, wie immer, die Quellenangabe wie folgt.

Literatur

Choi, Joo Sun; Koh, In-Uk; Lee, Hyo Jung u. a. (2013): „Effects of excess dietary iron and fat on glucose and lipid metabolism“. In: The Journal of Nutritional Biochemistry. 24 (9), S. 1634-1644, DOI: 10.1016/j.jnutbio.2013.02.004.

Cooksey, Robert C et al. „Dietary iron restriction or iron chelation protects from diabetes and loss of β-cell function in the obese (ob/ob lep−/−) mouse.“ American Journal of Physiology-Endocrinology And Metabolism 298.6 (2010): E1236-E1243.

Dongiovanni, Paola et al. „Dietary iron overload induces visceral adipose tissue insulin resistance.“ The American journal of pathology 182.6 (2013): 2254-2263.

Fargion, Silvia et al. „Hyperferritinemia, iron overload, and multiple metabolic alterations identify patients at risk for nonalcoholic steatohepatitis.“ The American journal of gastroenterology 96.8 (2001): 2448-2455.

Farrell, Peter A, John L Beard, and Marlin Druckenmiller. „Increased insulin sensitivity in iron-deficient rats.“ The Journal of nutrition 118.9 (1988): 1104-1109.

Fernández-Real, José Manuel, Abel López-Bermejo, and Wifredo Ricart. „Cross-talk between iron metabolism and diabetes.“ Diabetes 51.8 (2002): 2348-2354.

Gabrielsen, J Scott et al. „Adipocyte iron regulates adiponectin and insulin sensitivity.“ The Journal of clinical investigation 122.10 (2012): 3529.

Haurie, V.; Boucherie, H.; Sagliocco, F. (2003): „The Snf1 Protein Kinase Controls the Induction of Genes of the Iron Uptake Pathway at the Diauxic Shift in Saccharomyces cerevisiae“. In: Journal of Biological Chemistry. 278 (46), S. 45391-45396, DOI: 10.1074/jbc.m307447200.

Huang, J.; Jones, D.; Luo, B. u. a. (2010): „Iron Overload and Diabetes Risk: A Shift From Glucose to Fatty Acid Oxidation and Increased Hepatic Glucose Production in a Mouse Model of Hereditary Hemochromatosis“. In: Diabetes. 60 (1), S. 80-87, DOI: 10.2337/db10-0593.

Kim, Jonghan et al. „Iron loading impairs lipoprotein lipase activity and promotes hypertriglyceridemia.“ The FASEB Journal 27.4 (2013): 1657-1663.

Minamiyama, Yukiko et al. „Iron restriction improves type 2 diabetes mellitus in Otsuka Long-Evans Tokushima fatty rats.“ American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 298.6 (2010): E1140-E1149.

Piperno, Alberto et al. „Increased serum ferritin is common in men with essential hypertension.“ Journal of hypertension 20.8 (2002): 1513-1518.

Schiffer, Tomas A; Larsen, Filip Jon; Ekblom, Björn u. a. (2010): „Mitochondrial Oxygen Affinity Predicts Basal Metabolic Rate in Humans“. In: Free Radical Biology and Medicine. 49 , S. S215, DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2010.10.628.

Valenti, Luca et al. „Iron depletion by phlebotomy improves insulin resistance in patients with nonalcoholic fatty liver disease and hyperferritinemia: evidence from a case-control study.“ The American journal of gastroenterology 102.6 (2007): 1251-1258.

Wrede, CE et al. „Association between serum ferritin and the insulin resistance syndrome in a representative population.“ European Journal of Endocrinology 154.2 (2006): 333-340.

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Spot reduction ist Englisch. Wenn wir eine Frage daraus bauen, heißt es so viel wie:

„Kann man an einer bestimmten Körperstelle Fett verlieren?“

• Die Klassische Antwort: Nein!
• Die edubily-Antwort: Doch, doch.

Ich hab’s selbst erlebt, also darf ich darüber berichten.

Na ja, ich will jetzt nicht (wieder) über mein Leben erzählen, sondern über die Theorie, den Gedanken dahinter.

Spot Reduction durch das Myokin Interleukin 6

Der gestresste, arbeitende Muskel produziert ein Myokin (ein Muskel-Botenstoff) namens IL-6, Interleukin 6. Kenner wissen: Dieser Stoff ist involviert im Entzündungsgeschehen und unser Gehirn vermittelt direkt: „Nix gut.“ Zurecht, denn Interleukin 6, wenn chronisch zu hoch, aktiviert das Immunsystem und das feuert im Körper, macht insulinresistent, autoimmun und solche Sachen.

Doch edubily-Leser wissen mittlerweile, dass die Dosen entscheidend sind. Ein Stoff, sehr hoch konzentriert, kann sehr fatal sein. In niedrigen Dosen aber sehr förderlich sein für den Organismus. Das muss man herausfinden. Insbesondere, ab welcher Dosis eine Sache nicht mehr gut ist.

IL-6 wird also vom arbeitenden Muskel produziert. In diesem Milieu (und akut, nicht chronisch) macht IL-6 tolle Sachen.

Ein Beispiel: Interleukin 6 ermöglicht die Kommunikation zwischen Muskel- und Fettgewebe. IL-6 induziert die Fettsäure-Freisetzung in den Fettzellen. Das haben Wissenschaftler unter anderem dadurch herausgefunden, dass sie Ratten dieses IL-6 spritzten und die durchweg weniger Körperfett aufwiesen.

Also: Wenn der Muskel arbeitet (z. B. beim Sport) spuckt er diesen Botenstoff aus. Typischerweise verteilt sich dieser Botenstoff im Körper und ist entsprechend lokal, in der Nähe der Produktionsstätte, am höchsten konzentriert. Das Fettgewebe, das der arbeitenden Muskulatur am nächsten liegt, ist der höchsten Konzentration ausgesetzt.

Hier kommt also direkt die Message: Dank IL-6 ist es sehr wohl möglich, lokalen Fettverlust zu induzieren.

So könnte lokaler Fettabbau funktionieren

Kleiner Nachteil ist, dass der Muskel dafür glykogenarm gemacht werden muss. Das heißt, man muss ohne Kohlenhydrate im Bein trainieren. Freilich gilt, dass der Muskel bei Betätigung immer IL-6 produziert, ohne Glykogen allerdings sehr viel stärker (siehe Einleitung: „Der gestresste […] Muskel …“).

IL-6 wird also produziert um den Nachbarregionen mitzuteilen, dass diese bitte Energie bereitstellen sollen. Je stärker der relative Energiemangel im Muskel, umso stärker auch die IL-6-Ausschüttung. Daher befürchte ich, dass es bei Fettleibigen nicht so gut funktioniert, da der Muskel hier mit Fettsäuren überschwemmt wird. Daher: Spot Reduction, wenn es so etwas gibt, funktioniert bei bereits Schlanken, deren Freie-Fettsäuren-Konzentration im Körper (deutlich) niedriger ist.

Kleiner Nachteil dieser Methode(n): Spot Reduction ist ein Prozess, der nur sehr langsam von Statten geht (im Vergleich zum klassischen Gewichtsverlust). Gleichzeitig aber gibt es Hoffnung, dass du das hartnäckige Fettgewebe doch irgendwann los wirst, denn dieser Effekt wird nicht via ß-Adrenorezeptoren vermittelt und auch nicht via Insulin.

Titelbild des Artikels: „Spot Reduction: Ist lokaler Fettabbau doch möglich?“: (CC) via Flickr: 95Berlin

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Weitere lesenswerte Beiträge über das Thema Leptin auf diesem Blog:

• Die Wirkung von Leptin Teil 2
• Leptinresistenz und Hunger mit dieser Frucht überwinden
• Fasten-Modus – Schilddrüse und Leptin
• Leptin als Ursache für Testosteron und T3 Insuffizienz

Ein Indianer kennt keine Leptinresistenz

Selbst wenn du ein Elite-Athlet mit Waschbrettbauch bist, hat der mopselige Dorfschamane aller Voraussicht nach trotzdem niedrigere Leptinspiegel. Hexerei? Wohl kaum.

Im Folgenden schreibe ich darüber, was bei diesen Naturvölkern auf dem Speiseplan steht und weshalb wohl hier die Diskrepanz zwischen deren und unseren Leptinspiegeln zu suchen ist.

Bestimmte Faktoren in unserer Ernährung scheinen für uns höhere Leptinkonzentrationen nötig werden zu lassen. Welche Faktoren das sein könnten, erfährst du, wenn du weiterliest.

Anmerkung
Ich möchte das Fazit vorweg nehmen und direkt zu Beginn klar stellen, dass dieser Artikel nicht als “ernähre-dich-wie-das-Naturvolk-XY” verstanden werden soll. Ich will nicht den Eindruck vermitteln man solle sich seine Gesundheit über exotische Produkte mit Diesel und Kerosin erkaufen. Im Prinzip geht hier schlicht um unverarbeitete –  gerne auch regionale – Lebensmittel.Die Doktrin des Artikels ist also wieder einmal so simpel wie : “Setze auf whole-food!”.

Auf einen Blick

Zu Beginn möchte ich zusätzlich betonen, dass ich epidemiologisch und evolutionsbiologisch nicht so versiert bin wie Chris. Inzwischen habe ich mich aber dennoch durch die ein oder andere Studie gelesen und möchte gerne meinen ‚Aha-Effekt‘ mit euch teilen.

• Westliche, durchtrainierte Sportler weisen trotz niedrigem Körperfett dramatisch höhere Leptinspiegel auf als er in verschiedenen Naturvölker zu beobachten ist.
• Man könnte sich fragen: Sind wir durch unsere abweichende Ernährung etwa latent Leptin-resistent und benötigen deshalb mehr Leptin als z.B. Amazonas-Indianer?
• Diese Naturvölker entwickeln enorm schnell das Metabolische Syndrom, sobald sie mit westlicher Ernährung in Kontakt kommen; die Leptin-Spiegel erhöhen sich rasch.
• Woran liegt es? Niedrige Leptinspiegel und höhere Sensitivität durch Low-Carb und den ‚Jäger-und-Sammler‘ Lebensstil? Sind es letztendlich doch die “bösen Kohlenhdrate”?!
• Nein, denn andere Naturvölker (z.B. Kitavan) ernähren sich zu 70 % von Kohlenhydraten und sind stoffwechseltechnisch sogar noch gesünder!
• Allerdings finden sich in keinem Fall raffinierten, azellulären und somit dichte Kohlenhydratquellen wie in unserer Ernährung, sondern hauptsächlich Obst und Wurzelgemüse!
• Sorgt der hohe Verarbeitungsgrad und die Kohlenhydratdichte unserer Ernährung für eine Dysbiose der Darmflora?
• Die Aufnahme von Endotoxinen führen zu unterschwelligen Entzündungen und könnten ab einer gewissen Dauer und Prädisposition der Grund für viele Leiden unserer Gesellschaft darstellen inklusive der Leptin-und Insulinresistenz, Adipositas und Diabetes, Hashimoto Thyreoditis, Zöliakie, Multipler Sklerose,….

Zwischenfazit

Vollwertige und unverarbeitete Lebensmittel auf den Teller!

Außerdem wird meine lang bestehende Auffassung, dass ein hoher Kohlenhydratanteil (vor allem) für Schlanke und Aktive zu bevorzugen ist, durch die Untersuchungen der Kitavan-Ernährung unterstützt.

Desweiteren befürworte ich ebenfalls schon seit Längerem einen hohen Obstanteil, viel Wurzelgemüse und ganz allgemein ‚whole-food‘. Raffinierte Stärkequellen (zum Teil mit zusätzlich Gluten, Lektinen und FODMAP’s) sind in meinen Augen eher zu vermeiden. 

Wie Ernährung die Hormonsensitivität prägt

Die Insulin-Resistenz ist inzwischen ein gängiger Begriff. Als edubily-Leser weiß man, dass ein “optimierter” Fettstoffwechsel deinem Kohlenhydratstoffwechsel nicht sonderlich gut tut. Fasten, extremer Ausdauersport und Ketogene Diäten induzieren eine temporäre, physiologische Insulinresistenz (Tuominen et al.,  1996; de Oliveira Caminhotto & Lima, 2013):

Chris hat an dieser Stelle regelmäßig auf die Biochemie dahinter verwiesen, namentlich den Randle-Cycle.

Wir erinnern uns 
Der Randle-Cycle besagt, dass sich Fett und Glucose in einem kontinuierlichen Armdrücken befinden. Dieses Gerangel der Energiesubstrate findet auf verschiedenen Ebenen statt.
Dieser Machtkampf tobt nicht nur im Blut sondern insbesondere auch innerhalb der Zellen (Hue & Taegtmeyer, 2009). Sofern man nicht mit dem Keto-Vorschlaghammer, einem Marathons oder ähnlichem daherkommen, ist man als gesunder Mensch dennoch metabolisch einigermaßen flexibel.

Anmerkung von Chris: Bevor es hier zu Missverständnissen kommt, möchte ich noch kurz eine Sache dazu sagen. Der Fettstoffwechsel muss immer relativ betrachtet werden. Wenn jemand beispielsweise sehr dick ist, dann lagern sich Fettsäuren und -Derivate im Muskel ein und überladen die Mitochondrien. Dummerweise kann der Muskel von Diabetikern (respektive Insulin-Resistenten) sehr häufig nicht gut mit der Fettmenge umgehen. Das kann man z. B. zeigen anhand einer niedrigeren mitochondrialen Dichten und weniger Kapazität bzgl. der Oxidation von Fettsäuren. Hier ist eine Steigerung der Fettsäure-Oxidation absolut gewinnbringend, denn dadurch wird man die Fettsäuren im Muskel los (und hoffentlich auch im Schwabbel): Der Muskel wird wieder Insulin-sensitiv. Programmiert man den Muskel aber auf chronisch stark gesteigerte Fettverbrennung, so wird er die Glukose-Utilisation schlicht dramatisch verringern. Natürlich wäre solch ein Muskel (bzw. der Körper) vermutlich geschützt vor metabolischer Entgleisung (z. B. Fettleibigkeit). Auf der anderen Seite aber, können dieselben Signalwege auch dafür sorgen, dass der Muskel wiederum Insulin-resistent wird. Das konnte z. B. jüngst gezeigt werden: Dramatisch mehr PGC1-alpha (kennt ihr, oder?) im Muskel sorgt dafür, dass der unablässig und maximal Fett verbrennt. Problem: Der muskuläre Stoffwechsel ist komplett auf die Fettaufnahme und -verarbeitung ausgelegt. So werden gegessene Kohlenhydrate direkt in Fett umgewandelt (im Muskel) – hörten die Tiere sich auf zu bewegen, dann stauten sich die Fettsäuren erneut und das insulin signalling war erneut dramatisch eingeschränkt (siehe oben). 

Fett oder Kohlenhydrate

Dank Chris‘ Vorarbeit wisst ihr nun, dass Fett gewissermaßen der Insulin-Sensitivität schadet. Gilt ähnliches auch für Leptin?

Ich habe mir nun die Frage gestellt, ob die Nahrungszusammensetzung bestimmt, wie wir auf eine gewisse Konzentration an Leptin reagieren. Eine höhere Sensitivität wäre wohl anzustreben, so dass bei geringem Fettanteil wenig Leptin ausreicht um den Hunger kontrollierbar und die Stoffwechselrate am Laufen zu halten.

Amazonas-Indianer als Vorbild nehmen

Man untersuchte die Leptin-Spiegel von westlichen Langdistanzläufern mit denen der Ache Indianer aus Paraguay. Das Erstaunen war groß, als man feststellte, dass im Blut der Langdistanzsportler signifikant mehr Leptin zirkuliert; und das obwohl sie einen geringen Körperfettanteil aufwiesen (Bribiescas et al., 2006).
Es sollte angemerkt werden, dass diese Sportler im Prinzip als vollkommen gesund anzusehen sind. Die jeweiligen Hormonspiegel lagen absolut im Referenzbereich unserer Standards.

Dennoch ist es irritierend, dass die Ache, wie auch andere Naturvölker, extrem viel niedrigere Leptinkonzentrationen aufweisen. 

Genetischen Faktoren oder Mikronährstoff-Defizienz?
Da diese Untersuchungen an unverwandten Naturvölker durchgeführt wurden, welche zum Teil sogar von verschiedenen Kontinenten stammen, erscheint eine genetische Komponente eher unwahrscheinlich.

Außerdem wurde anfangs spekuliert, dass eventuell eine Unterversorgung mit gewissen Mikronährstoffen die Leptinwerte niedrig hält. Es ist zum Beispiel bekannt, dass Zink sehr bedeutend für die Leptinproduktion ist und dass unter Naturvölker recht häufig eine Zinkdefizienz vorzufinden ist. Deshalb hat man (innherhalb einer wenig soliden Studie) einigen Ache Indianer täglich 50mg Zink-Gluconat verabreicht. Man fand allerdings keinerlei Unterschiede bezüglich der Leptinwerte (Bribiescas et al., 2003).

Sind die Ache also schlicht sensitiver gegenüber Leptin und haben deshalb geringere Blutspiegel?

Und sollte das zutreffen: Ist der Grund für deren guten Energiestoffwechsels der geringe Kohlenhydratanteil, welcher bekanntermaßen typisch ist für solche Jäger-und-Sammler ist?

Es klingt zugegebenermaßen durchaus wahrscheinlich. Besonders wenn man die hohe Anfälligkeit für das ‚Metabolische Syndrom‘ bedenkt, sollten solche Naturvöker denn einmal mit westlichen Einflüssen – insbesondere Agrarkultur und vielen Kohlenhydraten – konfrontiert werden (Page et al., 1974; Lindberg et al., 2001; Lindgärde et al., 2004).

Veto aus Melanesien

Kitavan erfreuen sich blendener Gesundheit bei 70 % der täglichen Kalorien aus Kohlenhydraten.

Die Kitavan sind ein Inselvolk aus Melanesien und verfolgen ebenfalls eine recht traditionelle Lebensweise. Im Gegensatz zu den Ache aus Paraguay betreiben sie allerdings in erster Linie Ackerbau.

Der Fokus liegt hier auf Früchten und Wurzelgemüse, worauf der Hauptanteil ihrer Ernährung liegt; neben etwas Fleisch, Fisch und Kokosfett (Lindberg et al., 1994).

70 % der Kalorien aus hoch-glykämischen Lebensmitteln – kann das gut gehen?

Und wie! Die Kitavan stehen offenbar metabolisch gesehen sogar noch besser da als andere Naturvöker. Sie haben auffällig niedrige Leptin- und Insulinspiegel; Stoffwechselerkrankungen treten hier quasi nicht auf (Lindberg et al., 1999/2001).

Natürlich darf man keine zu voreiligen Schlüsse ziehen. Das Gegenbeispiel haben wir bei den Inuit kennengelernt.

Eines der Paradebeispiele und Stützpfeiler der Keto-Philosophie ist bekanntermaßen die Ernährung der Inuit. Chris hat in zwei Artikeln (hier & hier) hervorragend dargelegt, warum diese Argumente keinerlei Substanz haben.

Exkurs
Inuit weisen eine sehr spezifische Mutation auf (CPT1A).
Somit sind sie offenbar sehr schlecht darin aus Lipiden Ketonkörper zu bilden (Greenberg et al., 2009; Rajakumar et al., 2009; Heinbecker et al., 1928).

Trotz allem wird diese genetisch distinkte Population immer noch herangezogen, um dem 0815-Bürger die Vorteile eines kompletten Kohlenhydratverzichts schmackhaft zu machen.Im Gegensatz zu den häufigen Behauptungen scheinen sie also nicht an die Ketogenese sondern eher die Gluconeogenese angepasst zu sein – die körpereigene Bildung von Glucose (Heinbecker et al., 1928).

Man könnte äquivalent dazu wohl auch einen Kleinwüchsigen zum ‚dunking-contest‘ im Basketball einladen. Jedenfalls ziemlich paradox, dieses Sache.

Also zuerst an die eigene Nase fassen.

Natürlich ist es nun genauso gut möglich, dass die Kitavan äquivalent dazu genetische Anpassungen aufweisen, die sie zu besonders effektiven Kohlenhydratverwertern werden lassen. Nach einiger Recherche ist mir hierzu allerdings nichts bekannt. Trotzdem möchte ich diese Eventualität erwähnt wissen.

Höhere Leptinspiegel in westlichen Sportlern

Einmal angenommen die Kitavan weisen keine genetische Anpassung auf, dann bedeutet dies, dass die erhöhten Leptinspiegel in uns “modernen” Menschen nicht von den Kohlenhydrate per se herrühren können.

In einer interessanten Publikation zu diesem Thema wird genau diese Frage im Detail thematisiert (Spreadbury, 2012). Laut der Hypothese dieses Review ist die Ursache im Darm zu suchen.

Der Autor spekuliert, dass die höheren Leptinwerte (und damit eine latente Resistenz?) das Resultat einer regelmäßigen Zufuhr von  azellulären, raffinierten und damit sehr dichten Kohlenhydratquellen sind.

Die Kitavan nutzen wie gesagt in erster Linie zelluläre Kohlenhydratquellen. Somit sind die Kohlenhydrate innerhalb der Organellen gespeichert. Es liegt in der Natur der Sache, dass aus osmotischen Gründen sowie Platzgründen die verwertbaren Kohlenhydrate nicht viel mehr als 20 % des Zellvolumens einnehmen (Spreadbury, 2012).

Durch den hohen Wasser- und Ballaststoffanteil wird somit die absolute Aufnahmemenge begrenzt.

Bei raffinierten Lebensmitteln wie Stärke oder raffiniertem Zucker sieht dies natürlich anders aus und man kann sich bei geringem Volumen enorme Mengen zuführen. Zusätzlich entgehen einem die assoziierten Ballast-und Mikronährstoffe.

Die Darmflora und verschiedene Kohlenhydrate

Die Zusammensetzung der Darmflora (=Mikrobiom) ist recht individuell und hängt zum Beispiel von der Genetik und der initialen Besiedelung ab.

Bedingt wird Letztere unter anderem von Faktoren wie der Entbindungsart und der postnatalen Ernährung (Salminen et al., 2004; Dominguez-Bello et al., 2010; Fallani et al., 2010).

Allerdings ist auch der alltägliche Einfluss der Ernährung nicht zu unterschätzen; Nagerstudien sprechen von einem Einfluss von 60% der Ernährungsgewohnheiten und von nur 12% genetische Faktoren (Zhang et al., 2012).

Eine ungünstige Verschiebung der Darmflora durch hohen Mengen an raffinierten Kohlenhdratquellen kann wohl durchaus zum Reizdarmsyndrom beitragen (s. Simon’s Artikel).

Eine erhöhte Permeabilität der Dünndarmschleimhaut resultiert in einer gesteigerten Aufnahme von Endotoxinen. Das sind zumeist hoch-immunogene Bruchstücke von Bakerienzellwänden (Lipopolysaccharide; LPS), welche im unteren Dünndarm in die Lymphe und letztendlich das Blut übertreten. Hiervon wird das angeborene Immunsystem aktiviert, was schließlich zu einer latent reduzierten Leptin-Sensitiviät und anderen Problemen führen könnte (Brown et al., 2012).

Generell scheint der Ursprung vieler unserer Wohlstandskrankheiten wie Diabetes mellitus und Adipositas im Darm zu liegen, von wo aus sich die Insulin-und Leptinresistenz im Körper “ausbreitet” (Caricilli & Saad, 2014; Khan et al., 2014; Shan & Song, 2015).

Interessant
Eine ungünstige Bakterienzusammensetzung innerhalb der Mundhöhle scheint ebenfalls Aufschluss über unsere metabolische Gesundheit geben zu können. Es wurde zum Beispiel gezeigt, dass in der Mundflora von so gut wie allen übergewichtigen Studienteilnehmer eine gewisse Bakterienart (Selenomonas noxia) besonders häufig zu finden ist (Goodson et al., 209). Zusätzlich korreliert die orale, bakterielle Entzündungskrankheit “Paradontitis” mit Adipositas (Wood et al., 2003; Ritchie et al., 2007).

In Folge von westlichen Einflüssen verschlechtert sich in Naturvölker übrigens gleichermaßen die orale und metabolische Gesundheit (Klaus & Tam, 2009).

Ernährung von westlichen Läufern auf dem Prüfstand

Laut der oben ausgeführten Hypothese der “Darmflora-Dysbiose” als Folge von raffinierten Kohlenhydraten haben wir es nicht nur mit der offensichtlich schlechten ‚Cafeteria Diet‘ voller Donuts und Cookies zu tun.

Eine mediterrane Ernährungsform schließt beispielsweise nicht nur Olivenöl, Gemüse und Fisch mit ein, sondern meist ebenso einiges an raffinierten Kohlenhydraten; zumindest gilt das für die verbreitete Interpretation der mediterranen Ernährung.

Hier kann man auch nochmals die westlichen Ausdauerathleten anbringen. Typischerweise verputzen die so einiges an zum Beispiel Pasta oder Reis. Konzentrierte Stärkequellen bieten sich für deren enormen Bedarf natürlich an.

Augenscheinlich sind sie fit und gesund – meist ähnlich wie Anwender der mediterranen Ernährung. Ich könnte mir allerdings vorstellen, dass ihr Sportpensum beziehungsweise das Olivenöl, der Fisch und die Polyphenole einige der Probleme kaschieren/beheben können (Lopez-Lagarrea et al., 2014).

Fakt ist dennoch, dass der “moderne” Mensch in der Regel höhere Leptinspiegel aufweist. Die Hinweise sprechen für eine vermehrte Aufnahme von Endotoxinen und unterschwellige Entzündungen. Diese lassen in der Folge mehr Leptin nötig werden als beispielsweise in Naturvölker ohne raffinierte Kohlenhydratquellen.

Was ist positiv für die Darmflora?
Polyphenole scheinen durchaus einen erheblichen Einfluss auf das Mikrobiom auszuüben. Im Granatapfel finden sich die sogenannte Punicalagine, welche nachweislich die Menge an günstigen Bifidobakterien und Lactobacillen im Darm erhöhen können (Bialonska et al., 2010).
Insgesamt scheint hoher Fettanteil negativ, ein geringer Fettanteil dagegen positiv auf das bedeutsame Verhältnis von Firmicutes zu Bacteroidetes zu wirken (Fava et al., 2012).

Wie in diesem Artikel eingangs erwähnt, ist selbst in Mediziner- und Forscherkreisen der Begriff der Leptinresistenz nicht wirklich eindeutig definiert (Myers et al., 2012). Auf Grund dieser Methodik-und Definitionsprobleme sind auch meine Ausführung bezüglich einer ‚unterschwelligen Leptinresistenz‘ eher als spekulativ anzusehen!

Allerdings scheint es ein grundsätzliches Phänomen zu sein, dass ein veränderlicher und fließender Sensitivitätsverlauf gegenüber Hormonen besteht (s.o. “physiologische Insulinresistenz durch Keto-Diät oder einen Marathon”).

Ausblick

Das Wesentliche wäre hiermit gesagt. Im Zuge der Recherche bin ich allerdings auf einige weitere spannende Studien gestoßen. Diese Beispiele werden ihren Platz in einem Folgeartikel finden.

Es wird im Speziellen um Getreide und die Glutenproblematik gehen und was es mit der resistenten Stärke und der Darmflora auf sich hat. Am Ende kommt es zum ’show-down‘ zwischen zwei grundverschiedenen Menüs:

Cafeteria Food versus Health Food.

Wir werden uns anschauen, was nach dem jeweiligen Konsum im Blut der Probanden passiert.

Hier geht es zum zweiten Teil über die Wirkung von Leptin: Der Schlüssel liegt im Darm.

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Zu guter Letzt möchte ich eure Aufmerksamkeit auf eine brandaktuelle Studie lenken, welche von einem vielversprechenden Pflanzenextrakt mit Leptin-sensitivierender Wirkung handelt.

Leptin – Ursprünge und Grundwissen

Die Geschichte beginnt 1950. Eine spontane Mutation ist in einer Labormaus der Versuchstierzucht von Jackson Laboratory aufgetreten (Ingalls et al., 1950). Beim Betrachten dieser Maus wurde jedem sofort ersichtlich, dass etwas mit ihr nicht stimmen konnte. Diese Maus war nämlich überaus adipös und hatte einen nicht zu stillenden Hunger. Glücklicherweise stellte man die richtigen Fragen und ging der Sache auf den Grund. Besser gesagt, man versuchte die Erscheinung der Maus (=Phänotyp) durch Veränderungen in der Erbinformation (=Genotyp) zu erklären. Heute wissen wir, dass dieser Fettleibigkeit ein ganz bestimmtes mutiertes Gen zu Grunde lag:

Das ob-Gen

Es stellt den Bauplan für das Hormon namens Leptin dar (Zhang et al., 1994).

Leptin ist mittlerweile enorm populär. Seine Entdeckung vor 20 Jahren bildet gewissermaßen die Basis der Adipositas-Forschung und prägte maßgeblich unser Verständnis der Energie-Homöostase (Friedman & Mantzoros, 2015).

Leptin kennt man im Volksmund als “Sättigungshormon” und inzwischen wird es auch immer häufiger auf (Sport-)Ernähurngsblog’s erwähnt. Bevor ich etwas tiefer in die Materie einsteige, sollte ich wohl dennoch die Grundlagen ansprechen.

Leptin ist ein zirkulierendes Hormon, welches haupsächlich vom weißen Fettgewebe produziert wird. Bemerkenswerterweise korrelieren die Leptinspiegel mit der Menge des Depotfetts (Considine et al., 1996). Leptin ist also eine Art Feedback-Signal. Seine Blutkonzentration spiegelt den “Füllstand” der weißen Fettzellen wieder und ist somit ein Indikator für die langfristige Verfügbarkeit von Energie.

Besonders das Gehirn registriert Fluktuationen der Leptinspiegel und passt über Nervenzell-Netzwerke das Essverhalten und den Energieverbrauch an die jeweilige Situation an (Campfield et al., 1996; Saper et al., 2002). Somit kann der Körperfett in einem physiologischen Bereich gehalten werden.

Bedeutet:
wenig Depotfett = wenig Leptin = mehr Hunger + langsamer Stoffwechsel

viel Depotfett     =    viel Leptin   = weniger Hunger + schneller Stoffwechsel

Leptin, der Hirnstamm und die Mahlzeitengröße

Im Hypothalamus werden Nervenzellen durch Leptin aktiviert, die über absteigende Nervenfasern mit dem Hirnstamm kommunizieren (Blevins, 2004). Dort wird unter anderem die Magenentleerungsrate und damit die Mahlzeitengröße reguliert. Dies geschieht über den sogenannten Vagovagalen Reflex.

Eine Aufgabe des Vagus Nerv ist es, dem Hirnstamm mitzuteilen (a) wie sehr der Magen gedehnt wird und (b) ob anorexigene Darmhormone ausgeschüttet wurden wie zum Beispiel CCK oder GLP-1.

Mit zunehemender Nahrungsaufnahme wird reflexartig die Rate der Magenentleerung reduziert wodurch das Völlegefühl (“Sättigung”) entsteht (Malagelada et al., 1976; Kaplan et al., 1997; van der Velde et al., 1999).

Leptin scheint diesen Reflex über hypothalamische Nervenfasern positiv modulieren zu können damit die Sättigung früher erzielt wird (Langhans & Geary, 2006; Berthoud, 2008; Camilleri, 2015).

Besitzt man nun genug Fettreserven (=viel Leptin) reagiert man also sensibler auf Signale des Magen-Darmtrakts. Fastet man oder weist einen niedrigen Körperfettanteil auf (=wenig Leptin) werden die Mahlzeiten in der Regel größer.

Info
Neben der homöostatischen Regulation spielt – insbesondere beim Menschen –  auch die Schmackhaftigkeit und der hedonische Wert eines Lebensmittels eine große Rolle (Saper et al., 2002).

Leptin beeinflusst zum Beispiel zusätzlich die dopaminergen “Belohnungszentren” und damit höhere Gehirnfunktionen (Hommel et al., 2006; Lenninger et al., 2009)

Weshalb Leptin den großen Erwartungen (bisher) nicht standhielt

Die ursprüngliche Überlegung, dass Übergewichtige schlicht Probleme mit der Produktion dieses “Sättigungssignals” hätten, wurde recht bald für den Großteil der Fälle zerschlagen; und somit der Traum der einfachen Adipositas-Therapie durch eine simple Leptin-Substitution.
In Adipösen zirkulieren, auf Grund der hohen Fettmasse, nämlich enorme Konzentrationen an Leptin (Considine et al., 1996). Dennoch beobachtet man bei ihnen eine ungehemmte Nahrungsaufnahme (Hyperphagie).

Adipositas
BMI >30
besser Taillenumfang >88cm (Frau) bzw. >102cm (Mann)
‚waist-to-hip-ratio‘ >0,85 (Frau) bzw. > 0,9 (Mann)

Das beruht auf einer Leptinresistenz. Der Adipöse reagiert also nicht adäquat auf das viele Leptin. In adipösen Versuchtstieren wurde jedoch wiederholt gezeigt, dass eine Leptingabe direkt in den Hirnventrikel – im Gegensatz zu peripheren Injektionen – den erwarteten Effekt einer stark reduzierten Nahrungsaufnahme bewirkt.

Daher rührt der ursprüngliche und recht simple Gedanke eines beeinträchtigten Transports von Leptin über die Blut-Hirnschranke.

Wie aktuelle Arbeiten äußerst elegant zeigen konnten, scheint dies tatsächlich so zuzutreffen (Balland et al., 2014). Den Transport von Leptin in das Gehirn pharmakologisch zu ermöglichen wird wohl eine von vielen zukünftigen Behandlungsstrategien der Adipositas darstellen.

Glia-Zellen: Türhüter an der Blut-Hirnschranke?

Ähnlich wie der Mann vom Lande in Kafka’s “Vor dem Gesetz” gelangen zirkulierende Faktoren nicht ohne weiteres in das Gehirn. Zum einen gibt es da die Blut-Hirnschranke, die nur an bestimmten Bereichen sowie nur für bestimmte Substanzen durchlässig ist (=neurohämale Schnittstelle). Und selbst wenn die Substanzen aus der Blutzirkulation ins Gehirn übergetreten sind liegen möglicherweise noch einige Zellen zwischen ihnen und der Zielzelle.

Eine dieser Zellbarrieren bilden die sogenannten Glia-Zellen, der zweite Zelltypus im Gehirn neben den Nervenzellen. Im Griechischen steht glia für “Leim” und zur Zeit seiner Entdeckung betrachtete man die Glia tatsächlich als simples Stützgewebe. Heute ist bekannt, dass Glia-Zellen die Nervenzellen in ihrer kommunikativen Funktion unterstützen.

Info
Ich verkneife mir hier bewusst die an dieser Stelle typischen Ausführungen zur zahlenmäßige Überlegenheit der Glia-Zellen im Gehirn. Viele Forscher verweisen in ihren Einleitungen nämlich häufig auf ein Glia-zu-Neuronen Verhältnis von 10:1 oder höher – vermutlich um die Bedeutung ihres Forschungsfelds zu unterstreichen. Allerdings wird inzwischen immer häufiger vermerkt, dass dies ein nicht ausreichend belegter und oftmals naiv rezitierter Mythos sein könnte. Auch wenn die Ratio sehr stark vom Gehirnbereich und der betrachteten Spezies abhängt, besteht Evidenz, dass sie letztendlich doch näher bei 1:1 liegen könnte – auch im Menschen (Azevedo et al., 2009).

Die Bedeutung der Glia ist inzwischen so oder so hinreichend belegt so dass man sich theoretisch nicht mehr mit der putativen und wenig-validen Überzahl an Zellen rechfertigen müsste. Zukünftige Forschung wird hier hoffentlich Klarheit verschaffen.

Bezüglich ihrer Funktion gilt es allerdings als gesichert, dass Glia-Zellen die Ausbildung von synaptische Verbindungen strukturell unterstützen können. Zusätzlich greifen Glia-Zellen direkt über das Ausschütten sogenannter Gliotransmitter in die Neurotransmission ein (Tripartite Synapse). Glia-Zellen vermitteln zwischen Nervenzellen und Blutgefäßen. Somit passen sie den lokale Blutfluss an die Hirnaktivität an und stellen die Versorgung mit Sauerstoff und Energieträgern sicher.

Allerdings scheint zusätzlich der Transport von zirkulierenden Signalstoffen in das Gehirn durch die Glia reguliert zu werden. In einer interessanten Studie wurde gezeigt, dass gewisse Glia-Zellen (Astrocyten & Tanycyten) selbst Leptin-Rezeptoren exprimieren und zirkulierendes Leptin binden (Balland et al., 2014; Kim et al., 2014). In der Folge wird der gebundene Leptin-/Leptin-Rezeptorkomplex inkorporiert, im Hypothalamus verteilt und an die entsprechenden Nervenzellen weitergeleitet.

Info
Dies scheint abhängig von einem gewissen Signalweg zu sein – dem ERK-Signalweg (extracellular-signal regulated Kinase). Da diese Gliazellen bekanntermaßen sehr empfänglich für die Stimulation dieses Signalwegs sind, wurde im Zuge dieser Studie zusätzlich versucht diesen pharmakologisch zu aktivieren und den Leptin-Transport zu steigern (Balland et al., 2014).

Die periphere Gabe eines bestimmten Wachstumsfaktors (EGF) schien hier recht gut zu funktionieren. Allerdings ist Vorsicht geboten mit Hinblick auf das therapeutische Potential, da eventuell auch die Durchlässigkeit der Blut-Hirnschranke für andere Substanzen erhöht wird (Gao et al., 2014).

Aus dem ‚Leim‘ gehen:
Schlechte Ernährung schadet Glia und Leptin-Sensitivität

Im Kontext der Adipositas  sind systemische Entzündungen ein wichtiger Faktor. Man hat vielleicht schon davon gelesen, dass das (viszerale) Fettgewebe in Adipösen häufig von Immunzellen infiltriert wird, sich stark entzündet und strukturell verändert.

Im Hypothalamus kann man ähnliche strukturelle Veränderungen beobachten (Thaler & Schwartz, 2010). Interessanterweise können diese in Nagern schon nach wenigen Tagen auftreten (Thaler et al., 2012). Alles was man dafür tun muss, ist ihnen hoch-kalorisches und pro-inflammatorisches Futter zu geben (äquivalent zur typisch-westlichen “Cafeteria Diet”).

Info
Im Fettgewebe treten Entzündungen später und eher als Folge der Fettzunahme auf.
Die hypothalamische Entzündung hingegen entsteht rapide – noch bevor Veränderungen der Fettmasse sichtbar werden!

Somit könnten diese Veränderungen eventuell sogar ein potentieller Auslöser der Leptinresistenz und Adipositas darstellen. 

Prinzipiell kann man diese strukturellen Veränderungen im Hypothalamus als tatsächliche Gehirnverletzung bezeichnen, ähnlich solcher in Folge eines Schädel-Hirntraumas oder eines Schlaganfalls.

Mechanistisch spielen unter anderem Entzündungen, oxidativer Stress, Ammonium- und Exzitotoxizität sowie fehlgefaltete Proteine eine Rolle. Die Gehirnzellen im Hypothalamus reagieren hierauf. Wieder einmal ist besonders die Glia involviert und bildet sogenannte Glia-Narben.

Dies sind unter dem Mikroskop klar erkennbare morphologische Veränderung, die typischerweise bei Hirnschädigung zu beobachten sind (reaktive Gliose). Sie zielen unter anderem darauf ab den Schaden zu begrenzen, allerdings sind die Glia-Zellen somit zusätzlich in ihrer Funktion eingeschränkt (Pekny et al., 2014).

Wie wir inzwischen wissen, scheinen die Glia-Zellen äußerst bedeutend für den Leptin-Transport zu sein. Eine pro-inflammatorische ‚Cafeteria Diet‘  könnte folglich den Hypothalamus “vernarben” und dadurch zur Entwicklung einer Leptinresistenz begünstigen.

Im Menschen lassen Aufnahmen mit einem Kernspinntomographen vermuten, dass Adipöse ähnliche strukturelle Schäden im Hypothalamus aufweisen (Thaler et al., 2012). Diese Schäden scheinen zumindest laut Nagerstudien aber reversibel (Berkseth et al., 2014).

Beflügelt durch pflanzliche Leptin-Sensitizer

Durch einen aufmerksamen edubily-Leser bin ich auf die Fährte einer äußerst vielversprechenden Substanz gestossen. Dieser Leser lies mir also einen Link zukommen – Danke nochmals an der Stelle – und ich muss gestehen, ich war äußerst erstaunt.

Studien zu Pflanzenextrakte werden recht inflationär veröffentlicht, die tatsächliche Relevanz ist aber häufig überschaubar.

Als ich jedoch die Referenzen dieser Mitteilung betrachtete, stellte ich fest, dass sie auf einer Publikation im renommierten Journal “Cell” von letzter Woche basierte (Liu et al., 2015).

Es geht um ein ganz bestimmtes Kraut, die sogenannte Wilfords Dreiflügelfrucht (Tripterygium wilfordii). Offenbar wird diese in der traditionellen chinesischen Medizin schon lange zum Beispiel gegen Rheuma oder Arthritis eingesetzt.

Eine in ihr enthaltene Substanz, das Triterpen Celastrol, kann aber angeblich noch viel mehr und scheint laut dieser Studie ein ausgesprochen effektiver Leptin-Sensitizer zu sein.

Die Originalstudie ist durchaus spannend zu lesen und es wurden hochwertige Techniken angewandt um Celastrol überhaupt als bioaktiven Kandidaten zu identifizieren.

Das explizite Ziel war einen Stoff zu finden, der die Fehlfaltung von Proteinen besonders im Gehirn (Hypothalamus) zu reduzieren vermag um somit die Leptin-Sensitivität zu verbessern.

In verschiedenen, adipösen Mausmodellen (genetisch oder Ernährungs-induziert) wurde dann eindrucksvoll bewiesen, dass durch Celastrol-Gabe ein extrem ausgeprägter Verlust an Fettmasse hervorgerufen werden kann. Dieser Verlust ist tatsächlich sehr beeindruckend, verlieren die adipösen Mäuse doch tatsächlich fast die Hälfte ihres Körpergewichts (von 50g auf 25-30g = Normalgewicht).

Und das geschah innerhalb von nur 22 Tagen nach oraler Verabreichung!

Die Nahrungsaufnahme war stark reduziert, was die Autoren nach verschiedenen Versuchen auf eine verstärkte Wirkung von Leptin zurückführen. Interessanterweise genügte übrigens eine Woche von Celastrol um die Blutzuckerkontrolle in adipösen Mäusen stark zu verbessern. Auch schlanke Mäuse profitierten von Celastrol in dieser Hinsicht.

Für schlanke Mäuse scheint Celastrol laut der Studie übrigens als ungefährlich zu gelten, denn Nahrungsaufnahme und Magermasse blieben normal. Es scheint seine sättigende Wirkung also vor allem in adipösen Individuen zu zeigen, welche hohe Leptinspiegel aufweisen.

Auf Grund der Tatsache, das die Nahrungsaufnahme in schlanken Mäusen unverändert bleibt, kann man zusätzlich Folgendes ableiten:

Die orale Celastrolgabe scheint keine gastrointestinalen Probleme und/oder Geschmacksaversion gegenüber nachfolgender Nahrung auszulösen. Eine reduzierte Nahrungsaufnahme auf Grund von Übelkeit wäre natürlich in der klinischen Anwendung alles andere als wünschenswert.

Info
Kalorimetrische Untersuchungen weisen übrigens klar darauf hin, dass Celastrol kein ‚Fat-Burner‘ zu sein scheint. Die behandelten Mäuse bewegten sich sogar eher weniger und hatten einen leicht reduzierten Energieverbrauch über den Tag gesehen.

Celastrol scheint einfach ein äußerst potenter Appetitzügler zu sein!

Der genaue Mechanismus wurde leider nicht im Detail eruiert.
Immerhin wurde gezeigt, dass Celastrol im Hypothalamus Gene aktiviert, die den Stress durch fehlgefaltete Proteine reduzieren (=und damit die Leptin-Sensitivität erhöhen?) (Ozcan et al., 2009; Liu et al., 2015).

Gleichzeitig wurde eine gewisse Synergie zwischen Celastrol und Leptin nachgewiesen; Celastrol scheint desweiteren seine Wirkung nur in Gegenwart von Leptin entfalten zu können. Dennoch sind dies alles eher vage Hinweise und eine eindeutige Kausalität wurde bisher nicht prsäentiert.

Natürlich wird auch pharmakologisch versucht die Leptin-Sensitivität zu verbessern.

Zu nennen wäre hier zum Beispiel Pramlintide, ein Derivat des pankreatischen Hormons Amylin (Turek et al., 2010). Man sollte sich aber hierbei immer im Klaren sein, dass eine gewisse Therapien häufig nur für eine gewisse Subpopulation in Frage kommt.

Eine Vielzahl an individuellen Faktoren, die variabel miteinander interagieren, scheint gerade hinsichtlich der Leptin-Sensitivität eine Pauschalisierung unmöglich zu machen.

Alles in allem wäre es meiner Meinung nach großartig, würde der Inhaltsstoff einer altbekannten Heilpflanze in neuem Kontext tatsächlich diese Versprechungen halten können.

Die Zukunft wird vielleicht zeigen können, ob Adipösen mit Hyperleptinämie und Leptinresistenz tatsächlich von Celastrol profitieren.

Ausblick

Um diesen Artikel übersichtlich zu halten, werde ich vorraussichtlich einen zweiten Teil über Leptin schreiben.

Angedachte Themen wären:

• Einfluss versch. Ernährungsfaktoren auf die Leptinresistenz (sind es Kohlenhydrate? Oder doch Fett? Paradoxon der Kitava-Ernährung)
• Signalweg des Leptins und die Rolle von SOCS3
• Leptin’s peripheren Effekte, z.B. in der Muskulatur
• der Magen als weitere Quelle für ‚gastrisches Leptin‘ und die Implikationen hiervon
• Geschlechtsunterschiede zwischen Mann und Frau
• Frühkindliche Prägung der Leptin-Sensitivität; Verantwortung der Eltern
• Menschen hinter der Wissenschaft; Profil von z.B. Jeffrey Friedman

Beim Betrachten der Liste könnte es wohl vielleicht doch sogar ein Dreiteiler werden.
Weitere Ideen und Vorschläge sind natürlich immer willkommen. Gerne als Kommentar unter dem Artikel.

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Die Frage ist sehr, sehr schwer zu beantworten, denn es gibt endlose Variationen hinsichtlich der tatsächlichen Umsetzung eines IF-Programms.

Faste ich jeden zweiten Tag? Faste ich 16 Stunden pro Tag? Faste ich nicht richtig, sondern praktiziere Snacking mit wenig Kalorien?

Okay – aber was können wir erwarten?

In der folgenden Studie, durften Mäuse nur jeden zweiten Tag essen – aber dafür aßen die die doppelte Menge. Insgesamt also blieb die Kalorienzufuhr gleich im Vgl. zur Kontroll-Gruppe.

Wollen wir doch mal kurz schauen, was mit den Hormonen passiert:

• AL = ad libidum (so viel fressen, wie geht)
• IF = IF
• LDF = Kalorienrestriktion (40%)
• PF = Kontroll-Gruppe (Standardernährung)

Was passierte, ist genau das, was wir haben wollen:

• weniger Glukose im Blut
• weniger Insulin im Blut

Zwei Sachen, die direkt auffallen:

• Im Gegensatz zu Kalorienrestriktion, weisen IF-Mäuse einen sehr hohen IGF1-Wert (Wachstumshormon) auf
• Im Gegensatz zu Kalorienrestriktion, weisen IF-Mäuse einen sehr hohen Ketonkörper-Wert (ß-Hydroxybutyrat) auf

Was das heißt, kann ich direkt sagen: IF-Mäuse bleiben reproduktiv, bleiben (sehr) anabol, haben aber gleichzeitig sehr viele – wenn nicht alle – Vorteile einer klassischen Kalorienrestriktion.

„Wenn nicht alle Vorteile“… schreibe ich deshalb, weil …

Die Mäuse, die Kalorienrestriktion betreiben (müssen), sollten doch auch viel Ketonkörper bilden, oder nicht? Wäre zumindest logisch, den die Mäuse setzen ja zwangsläufig Körperfett frei. Der springende Punkt dabei ist aber, dass die so dünn am Ende sind, dass sie kaum mehr Fettgewebe haben. Und somit auch nicht mehr genug Fettsäuren, um Keton-Körper zu bilden. Das ist nicht schlecht, das ist sehr gut!

Wer meine Antikrebs-Reihe verfolgt hat, der weiß, dass zu viel Ketonkörper und zu viel Fettsäuren im Blut nicht gut sind hinsichtlich der Tumorigenese – im Gegensatz dazu wirkt der niedrige Körperfettanteil protektiv.

Hinsichtlich der IGF1-Konzentration gibt es folgendes zu sagen:

Was bei uns Sportlern Gold wert ist, ist vielen Langlebigkeitsforschern ein Dorn im Auge. IGF steht im Zusammenhang mit gesteigerter Zellproliferation und somit Krebs. IGF-Rezeptor-KO-Mäuse, also Mäuse, die keinen IGF-Rezeptor haben, sind langlebig.

Wir erinnern uns: IGF induziert womöglich mTOR, was das Gegenteil von AMPK ist. Sehr, sehr vereinfacht ausgedrückt.

Doch jetzt kommt ein überraschender Kommentar daher:

Transgenic rats with reduced levels of GH exhibit a transgene dose-dependent reduction in levels of IGF-1; rats with a moderate reduction in IGF-1 levels live longer, whereas those with a greater decrease in IGF-1 levels have a reduced life span (20). The latter results suggest that there is an optimal level of the GH–IGF-1 axis to maximize survival in mammals. With regard to the neuroprotective effects of IF (see data below and refs. 6–9), studies have reported that IGF-1 signaling is neuroprotective in experimental models of neurodegenerative disorders (21, 22). It will be of considerable interest therefore to determine the mechanisms by which LDF and IF differentially affect IGF-1 levels and insulin signaling and how these changes influence energy metabolism, longevity, and disease resistance.

Decreased IGF-1 levels have been proposed to contribute to the protective effect of DR against carcinogenesis (36). However, IF also protects against tumor growth (37, 38), suggesting that additional mechanisms must be operative in this beneficial effect of IF.

• Es gibt vermutlich einen „optimalen“ IGF-Wert hinsichtlich der Langlebigkeit, wobei zu niedrig genau so schlecht ist wie zu hoch
• IGF ist neuroprotektiv
• Intermittierendes Fasten schützt vor Krebs, obwohl IGF-Werte womöglich höher sind

Abschließend

Was sagt uns das alles?

Hier finden wir eine, bezogen auf unseren Hormon-Haushalt, sehr förderliche Ernährung. Denn ihr Alten habt kein Problem mit einem Zuviel an IGF, sondern mit dem Gegenteil.

Wenn einer über 50 zu mir kommt mit einem hohen IGF-Wert, dem schüttel ich persönlich die Hand!

Ganz im Gegenteil: IGF – dazu werde ich noch einen Artikel schreiben – wirkt protektiv hinsichtlich aller degenerativer Erkrankungen. Wenn du etwas im Alter haben willst, dann das.

Das heißt: IF, das für hohe IGF-Werte sorgt, bei gleichzeitiger Reduktion von Glukose und Insulin, ist eine optimale Ernährungsform hinsichtlich a) Langlebigkeit und b) Leistungsoptimierung – zumindest was den heutigen Forschungsstand angeht.

Referenzen

Anson, R Michael et al. „Intermittent fasting dissociates beneficial effects of dietary restriction on glucose metabolism and neuronal resistance to injury from calorie intake.“ Proceedings of the National Academy of Sciences 100.10 (2003): 6216-6220.

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