Fett statt Zucker verbrennen – wie bringt man den Körper dazu, auf seine Reserven zurückzugreifen?

Ziel der Studie: Ketogene Diäten (KDs) haben bei Sportlern und körperlich aktiven Menschen zunehmend Aufmerksamkeit erhalten.

Ergebnisse: Für eine stärker gegliederte und gezielte Analyse wurden diese Artikel außerdem nach den untersuchten Ergebnissen kategorisiert: 1) Körpermasse (BM) und Körperfettanteil, 2) Nutzung von Energieträgern, 3) Reaktionen der Energieträger und Hormone im Blut, 4) aerobe Leistungsfähigkeit und Ausdauerleistung sowie 5) Kraft, Schnellkraft und anaerobe Leistungsfähigkeit. Ergebnisse: Unsere Übersichtsarbeit zeigt, dass eine nicht kalorienbeschränkte ketogene Diät, die mindestens 3 Wochen lang durchgeführt wird, Körpermasse und Körperfettanteil leicht senken kann, während die fettfreie Masse erhalten bleibt. Diese Ernährung führt zu einer verstärkten Nutzung von Fett als Brennstoff, doch scheint diese Anpassung die Ausdauerleistung nicht zu verbessern.

Ziel der Studie: Viele erfolgreiche Ultralangstreckensportler sind von einer kohlenhydratreichen zu einer kohlenhydratarmen Ernährung gewechselt. Bisher wurde jedoch nicht untersucht, wie weitreichend die Stoffwechselanpassungen sind.

Ergebnisse: Die maximale Fettoxidation war in der Gruppe mit kohlenhydratarmer Ernährung (LC) 2,3-mal so hoch (1,54±0,18 gegenüber 0,67±0,14 g/min; P=0,000) und trat bei einem höheren Anteil der VO2max auf (70,3±6,3 gegenüber 54,9±7,8 %; P=0,000). Die durchschnittliche Fettoxidation während submaximaler Belastung war in der LC-Gruppe um 59 % höher (1,21±0,02 gegenüber 0,76±0,11 g/min; P=0,000), was einem größeren relativen Fettanteil entsprach (88±2 gegenüber 56±8 %; P=0,000). Trotz dieser deutlichen Unterschiede bei der Brennstoffnutzung zwischen den LC- und HC-Sportlern gab es keine signifikanten Unterschiede beim Muskelglykogen in Ruhe und bei dessen Abbau nach 180 Minuten Laufen (-64 % gegenüber dem Wert vor der Belastung) sowie nach 120 Minuten Erholung (-36 % gegenüber dem Wert vor der Belastung). Im Vergleich zu hochtrainierten Ultralangstreckensportlern mit HC-Ernährung führt eine langfristige Ketoanpassung zu außergewöhnlich hohen Raten der Fettoxidation. Die Muster der Muskelglykogennutzung und -auffüllung während und nach einem 3-stündigen Lauf sind dagegen ähnlich.

Ziel der Studie: Das Interesse an kohlenhydratarmen, fettreichen (LCHF) Ernährungsweisen ist in den vergangenen Jahrzehnten gestiegen, da man sich von den damit verbundenen Anpassungen innerhalb der Muskeln und Veränderungen bei der Nutzung von Energieträgern Vorteile für die Ausdauerleistung verspricht. Eine LCHF-Ernährung während des Trainings erhöht die Verfügbarkeit von Fett (d. h. der intramuskulären Triglyceridspeicher und der freien Fettsäuren im Blutplasma) und verringert die Muskelglykogenspeicher.

Ergebnisse: Diese Veränderungen bei der Verfügbarkeit von Energieträgern erhöhen die Abhängigkeit von der Fettoxidation zur Energiegewinnung und verringern gleichzeitig während submaximaler Belastung die Abhängigkeit von der Kohlenhydratoxidation als Brennstoff. Die durch eine LCHF-Ernährung bedingten Veränderungen der Oxidation von Energieträgern bleiben bestehen, auch wenn die Verfügbarkeit körpereigener oder zugeführter Kohlenhydrate erhöht wird. Das deutet darauf hin, dass die Anpassungsreaktion, die Veränderungen bei der Fett- und Kohlenhydratoxidation bewirkt, in der Muskulatur stattfindet und auch dann anhält, wenn sich der Makronährstoffgehalt der Ernährung ändert. Diese narrative Übersichtsarbeit untersucht die Anpassungen innerhalb der Muskeln, die einer erhöhten Fettoxidation und einer verringerten Kohlenhydratoxidation bei einer LCHF-Ernährung zugrunde liegen. Außerdem werden mögliche Auswirkungen einer LCHF-Ernährung auf den Eiweißstoffwechsel und den Muskelumbau nach dem Training betrachtet.

Ziel der Studie: In der Sportwissenschaft bezeichnet der Crossover-Effekt, dass die Fettoxidation in Ruhe und bei niedriger Belastungsintensität der wichtigste Brennstoff ist, während sich bei mittlerer bis hoher Belastungsintensität die Nutzung zunehmend auf die Kohlenhydratoxidation verlagert. Dieses Modell macht vier Vorhersagen: Erstens stammen mehr als 50 % der Energie aus der Kohlenhydratoxidation, wenn mindestens 60 % der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) erreicht werden. Dies wird als Crossover-Punkt bezeichnet.

Ergebnisse: Diese Studien stellen die verbreitete Auffassung infrage, dass Kohlenhydrate bei intensiver Belastung der überwiegend oxidierte Brennstoff sind. Kürzlich stellten wir fest, dass 30 % der wettkampferfahrenen Sportler mittleren Alters bei einer HCLF-Ernährung Blutzuckerwerte im Prädiabetesbereich aufwiesen, die sich bei einer LCHF-Ernährung normalisierten. Wir vermuten, dass diese raschen Veränderungen zwischen Ernährung, Insulin, Glukosehaushalt und Fettoxidation durch ernährungsbedingte Veränderungen der Mitochondrienfunktion und der Insulinwirkung miteinander verbunden sein könnten. Insgesamt zeigen wir Hinweise, die das derzeitige Crossover-Konzept infrage stellen. Außerdem belegen wir, dass eine LCHF-Ernährung möglicherweise auch Merkmale des Prädiabetes und das Risiko künftiger Stoffwechselerkrankungen umkehren kann. Das zeigt, dass die Ernährungswahl über die körperliche Leistungsfähigkeit hinaus wirkt, auch bei Sportlern.

Ziel der Studie: Die Ernährung eines Sportlers – sowohl der Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme als auch die Art der Lebensmittel – dient nicht nur dazu, Brennstoff für die lebenswichtigen Prozesse des Körpers bereitzustellen. Die Ernährungswahl beeinflusst auch die Stoffwechselanpassungen an das Training.

Ergebnisse: Die Ernährungswahl beeinflusst auch die Stoffwechselanpassungen an das Training. In den vergangenen 20 Jahren haben Forschungsergebnisse darauf hingedeutet, dass eine gezielte Verringerung der Kohlenhydratverfügbarkeit (CHO) während des Trainings die Stoffwechselreaktionen eines Sportlers verändern kann, statt einfach eine kohlenhydratreiche Ernährung beizubehalten. Es wurden verschiedene Methoden zur Veränderung der CHO-Verfügbarkeit untersucht. Dazu gehören kohlenhydratarme, fettreiche (LCHF) Ernährungsweisen, zwei Trainingseinheiten am selben Tag ohne Auffüllung der Glykogenspeicher zwischen den Einheiten sowie der sogenannte „Sleep-low“-Ansatz: Dabei wird abends eine Einheit zur Entleerung der Glykogenspeicher absolviert, und bis nach einer morgendlichen Trainingseinheit im nüchternen Zustand wird kein CHO aufgenommen. Jede dieser Methoden kann für Ausdauersportler vorteilhafte Stoffwechselanpassungen bewirken, darunter eine höhere Aktivität mitochondrialer Enzyme, mehr Mitochondrien und eine höhere Fettoxidationsrate. Ob sich dies direkt auf die Leistung auswirkt, ist jedoch noch unklar.

Ziel der Studie: Es wurde vorgeschlagen, dass Training mit geringer Kohlenhydratverfügbarkeit (LCA) unabhängig von einer geringen Energieverfügbarkeit (LEA) physiologische Veränderungen bewirken kann, die gewöhnlich der LEA zugeschrieben werden, und den oxidativen Apparat der Skelettmuskulatur stärkt. Die Auswirkungen von LCA unabhängig von LEA sind jedoch noch unklar.

Ergebnisse: Im Gegensatz dazu stieg β-CTX an und IGF-1 sank im Vergleich zu NORM. Die Muskelglykogenkonzentration nahm nur bei LOW ab (40 % ± 14 %). Bei der Proteomanalyse wurden 671 Proteine festgestellt; 57 davon waren bei LOW im Vergleich zu NORM unterschiedlich ausgeprägt. Sie waren auf Stoffwechselwege des Fettsäurestoffwechsels beschränkt und gingen mit einer Unterdrückung von ribosomalen, sarkomerischen und extrazellulären Matrixproteinen einher. Diese Ergebnisse zeigen, dass eine isolierte LCA nur begrenzte hormonelle Veränderungen bewirkt, aber möglicherweise den Knochenumbau und die Muskelaufbau-Reaktion selektiv beeinträchtigt. Ohne einen akuten LEA-Zustand hat LCA demnach nur begrenzte Auswirkungen auf die oxidativen Eigenschaften der Muskeln.

Ziel der Studie: Eine ketogene Ernährung (KD) ist eine kohlenhydratarme, fettreiche Ernährungsweise. Neben ihrem Einsatz bei neurologischen Erkrankungen haben KDs in den Medien große Aufmerksamkeit für ihr mögliches Potenzial zur Verbesserung von Übergewicht und Diabetes erhalten.

Ergebnisse: Wir untersuchen die Stoffwechseleffekte von KDs bei Übergewicht und Diabetes anhand präklinischer und klinischer Studien und legen nahe, dass die Kombination von KDs mit Antidiabetika synergistische Vorteile bieten könnte. Die Kombination von KDs mit diesen Arzneimitteln, besonders mit SGLT-2-Hemmern, erfordert jedoch eine sorgfältige ärztliche Überwachung, da Risiken wie eine euglykämische diabetische Ketoazidose bestehen. Wir untersuchen, wie eine KD die Zusammensetzung der Darmmikrobiota verändert und dadurch die Gesundheit des Wirts beeinflusst. Abschließend heben wir Herausforderungen und künftige Möglichkeiten zur Optimierung von KD-basierten Therapien hervor und erläutern die Grenzen der aktuellen Übersichtsarbeit.