Stoffwechsel: Nahrung als Hormoncocktail

25. April 2013
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Warum sind manche Lebensmittel gesund, während andere krank machen? Jenseits ihrer Funktion als Treibstoff für die Energieversorgung übernehmen viele Nährstoffe auch eine Rolle als molekulare Boten an die Stoffwechsel-Steuerzentrale.

Energiegewinnung ist das oberste Ziel unseres Körpers, wenn wir am Tisch unser Essen verzehren. Kohlenhydrate gehen relativ schnell in den Verbrennungsprozess, Fette und Proteine beschäftigen den Verdauungsapparat etwas länger. Daneben gibt es noch Vitamine und Spurenelemente, die den Stoffwechsel am Laufen halten und die wir in der Nahrung brauchen, weil sie der eigene Syntheseapparat nicht liefern kann.

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Fettleibigkeit hängt nicht nur von Kalorien ab

Immer noch ungeklärt ist, warum Nahrung mit gleichem Brennwert der einen Versuchsperson nicht auf die Hüfte schlägt, während eine andere ständig mit der unfreiwilligen Gewichtszunahme zu kämpfen hat. Bisherige Strategien konnten bisher keine befriedigende Antwort darauf geben. Große epidemiologische Studien verglichen Ernährungsgewohnheiten, um herauszufinden, welche Nahrungsmittel gesünder als andere sind, welche dem Körper helfen, abzunehmen oder sein Leben verlängern. Die Vielzahl an Diäten oder Ernährungstipps zur Prävention von Krebs oder Altersdemenz zeigt, dass sich auch erfahrene Lebensmittelforscher dabei uneinig sind. Ebenso erfolglos war die Biochemie bisher bei der Suche nach dem optimalen – am besten personalisierten – Ernährungsplan. Auf die Frage, welche Faktoren die Verbrennung von Makro-Nährstoffen steuern – und auch nach den entsprechenden therapeutischen Konsequenzen – sind die Antworten recht schwammig.

Nahrung = Hormoncocktail

Einen neuen Ansatzpunkt stellten schließlich Karen Ryan und Randy Seeley von der Universität Cincinatti kürzlich in “Science” vor. Jenseits von der Funktion als Brennstoff, ist Nahrung auch immer ein “Hormoncocktail”. Eines der bekanntesten Beispiele dafür sind wahrscheinlich die legendären Omega-3-Fettsäuren der Seefische und Bestandteil pflanzlicher Öle. Unbestritten ist ihre Wirkung im Gefäß-Schutz und als Mittel im Kampf gegen Übergewicht. Dennoch schrieb das “New England Journal” in einem Review aus dem Jahr 2011: “Über die möglichen Vorteile der n-3 Fettsäuren für Primär- und Sekundärprävention fehlen Daten aus klinischen und mechanistischen Studien.” Betrachtet man die Bindung dieser Fettsäuren an den Zelloberflächenrezeptor GPR120, kommt man der Sache näher: Fehlende Aktivität diese Rezeptors ist mit Entzündungen, Gewichtszunahme und mangelnder Glukose-Kontrolle bei Maus und Mensch verbunden.

Fett verlangt nach mehr Fett

Bei anderen Fettsäuren in der menschlichen Nahrung wird ihre Wirkung als Hormon – unabhängig vom Brennwert – noch deutlicher. Einige davon aktivieren den nuklearen Rezeptor PPARγ. Er reguliert die Genaktivität für Fett- und Zuckerstoffwechsel, sodass es zum verstärkten Einbau von Lipiden ins Fettgewebe kommt. Zugleich ist PPARγ aber auch im Gehirn aktiv und erzeugt dort Hyperphagie (Esssucht), die ebenfalls zu Übergewicht führt. Fettreiche Nahrung sorgt auf diese Weise nicht nur durch den Lipid-Überschuss zur Einrichtung körpereigener Speckgürtel.

Einige Fettsäuren, Teil unseres täglichen Essens, binden als Kofaktor an das körpereigene Hormon Ghrelin, produziert von Epithelzellen des Magens. Nur zusammen mit diesem Anhang teilt es seinem Rezeptor mit, im Gehirn für Appetit auf “noch mehr” zu sorgen. 2011 veröffentlichte Daniele Piomelli von der University of California Ergebnisse seiner Studien an Mäusen, die er mit fettreicher oder zucker- und proteinreicher Kost fütterte. Obwohl die Mäuse keine Gelegenheit hatten, die Fette zu verdauen, sorgte deren Nahrung für einen höheren Endocannabinoid-Spiegel als Süßes und die eiweißreiche Kost. Diese Neurotransmitter stärken im Belohnungszentrum des Gehirns das Verlangen nach weiterer Stimulation.

Carnitin + Darmflora = Atherosklerose

Mageres Fleisch mit geringem Fettanteil galt sehr lange als viel gesünder für Herz und Kreislauf als rot-weiß gestreiftes. Eine Veröffentlichung in “Nature Medicine” von einigen Tagen gibt zwar keine Entlastung für das Fett, zeigt aber einen weiteren wichtigen Mitspieler auf. L-Carnitin, ein typischer Fleischbestandteil, wird im Menschen wie auch der Maus zu Trimethylamin (TMA) verstoffwechselt. Beim weiteren Abbau entsteht TMA-N-Oxid (TMAO). Diesen Abbau erledigt jedoch nicht der Säuger-Stoffwechsel, sondern spezialisierte Darmbakterien. Im fleischgewohnten menschlichen Allesesser sorgt TMAO für Ablagerungen in den Gefäßen, indem es in den Cholesterinstoffwechsel eingreift. Dementsprechend steigt das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Vegetarier umgehen dieses Problem. Selbst bei hohen Carnitingaben wie in den Experimenten von Stanley Hazen aus dem amerikanischen Cleveland steigt bei ihnen zwar der Carnitin-, nicht aber der TMAO-Spiegel. Es scheint so, als ob es wieder einmal die Zusammensetzung der Darmflora ist, die über die Möglichkeit einer Erkrankung entscheidet. Denn bei 2.600 Probanden, die sich einer Herzuntersuchung unterzogen, hatten jene die schlechtesten Werte, bei denen sowohl Carnitin als auch TMAO erhöht waren. Ähnliches gilt übrigens auch für Mäuse. Hohe Carnitingaben sorgen auch dort für Atherosklerose. Antibiotika, die die angepassten Darmbakterien beseitigen, senken auch die Krankheitsrate – trotz hohem Carnitin-Spiegel.

Pflanzen-RNA steuert humanes Cholesterin

Zum Thema “Nahrung als Hormon” gibt es aber auch Beunruhigendes für Vegetarier. Denn eine Publikation eines chinesischen Forscherteams vor etwa eineinhalb Jahren berichtet von der Entdeckung von pflanzlicher Mikro-RNA im Blut von Labortieren und dem Menschen. Diese RNA-Schnipsel sind 19-24 Nukleotide lang und funktionieren als Regulator der Genexpression in ihrer Umgebung, indem sie an die mRNA abgelesener Gene binden und diese damit inaktivieren. Erstaunlicherweise überlebt die pflanzliche RNA starke Verdauungsenzyme, Säure und hohe Temperaturen. Die von Chen-Yu Zhang und seinen Kollegen gefundene miRNA 168a kommt vor allem in Reis und verschiedenen Kohlsorten in hohen Konzentrationen vor und unterdrückt beim Säuger die Produktion von LDLRAP1 (low-density lipoprotein receptor adapter protein 1). Damit verhindert es die Aufnahme von LDL aus den Gefäßen und führt unter Umständen zu Hypercholesterinämie.

Seit ihrer Entdeckung haben Genetiker rund 600 verschiedene Arten von miRNA im Menschen gefunden. Etliche davon sind mit dem Auftreten von Krebs, Alzheimer und etlichen anderen Krankheiten assoziiert. Die Entdeckung von Zhang wirft damit aber auch ein Licht auf die Diskussion um den Anbau gentechnisch veränderter Nutzpflanzen. Eingebaute Resistenzgene gegen Schädlinge könnten irgendwann im menschlichen Körper wieder auftauchen und dort für ungewollte Reaktionen sorgen.

Statt sich allein auf epidemiologische Untersuchungen zu verlassen, dürfte in Zukunft die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Bestandteilen unseres Essens und den Signalketten unseres Stoffwechsels immer wichtiger werden. Unter Experten ist immer öfter der Begriff vom “Personalised Food” zu hören, die Abstimmung unserer Ernährung auf individuelle Befindlichkeiten des Körpers. Möglicherweise gibt es bald auch “Design-Food” je nach Genausstattung. Viel wichtiger aber für uns: In einigen Jahren wissen wir wahrscheinlich mehr darüber, warum uns bestimmte Nahrungsmittel gut tun und andere krank machen.

147 Wertungen (4.64 ø)

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18 Kommentare:

Medizinjournalist

Noch ein Lesetipp: Wem der Artikel in der Sonntagszeitung zu oberflächlich ist, der sollte hier hinschauen: http://www.medizin-transparent.at/wie-ungesund-ist-rotes-fleisch-fur-das-herz
Eine wirklich empfehlenswerte Analyse der derzeitigen Studienlage!

#18 |
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Warum wurde d3 – acetyl – carnitin eingesetzt und nicht das handelsübliche l- Carnitintartrat oder Carnitin- HCL (schlechter resorbierbar, deshalb selten erhältlich)?
Wie hoch waren die Serumspiegel?

Aufgrund der ausführlichen Zitate von Dr. Lederer und Herrn Nägele werde ich mir nicht die Mühe machen, die Studien selbst zu lesen.

#17 |
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Apothekenhelferin

Buchempfehlung: Die Ernährungslüge Wie und die Lebensmittelindustrie um den Verstand bringt. Nach dieser Lektüre wird man nur noch frisch kochen wollen. Und wer nicht so reagiert, ist ohnehin schon des Wahnsinns fette Beute. Farbstoffe, Glutamat & Co. Nicht immer ist uns bewusst, was alles drin ist in unserer täglichen Nahrung und welche Auswirkungen die mangelnde Qualität unseres Essens auf Gesundheit, Wohlbefinden und sogar Intelligenz haben kann.

#16 |
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Diätassistent

Hallo lieber Gast,

genau solche Kommentare zeigen, daß die unzähligen Werbemilliarden der Nahrungsmittelindustrie so langsam anfangen sich zu rechnen indem sie ein neues Ernährungsbewusstsein geschaffen haben.

#15 |
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Gast
Gast

@G. Wilhelm Wäre mir neu, dass “Naturvölker” länger leben als wir oder so viel gesünder sind. Vermutlich haben se einfach weniger zu essen, weil der nächste Supermarkt so weit weg ist.

#14 |
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Matthias Nägele
Matthias Nägele

PS2: Beim Lesen des SonntagsZeitung-Artikel dreht sich mir echt der Magen um. Wegen solchen Artikeln muss man sich wahrlich nicht wundern, warum unsere deutsche Öffentlichkeit bei Ernährung so massiv fehlinformiert ist. Gute Nacht Medizinjournalismus!

#13 |
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Matthias Nägele
Matthias Nägele

Lieber Herr Lederer,
danke für ihren ausführlichen Kommentar. Ich finde diese Studie selbst sehr verwirrend und habe lange gebraucht sie zu verstehen. Einen Irrtum meinerseits mag ich also nicht ausschließen. Dennoch antworte ich:

1. Ja, in der Tat scheinen in der größeren Gruppe zur Bestätigung des Vortestes Vegetarier niedrigere TMAO-Werte zu haben. Die überaus breiten Balkendiagramme weißen für mich jedoch darauf drin, dass hier erhebliche individuelle Unterschiede bestehen (Omnivoren mit niedrigen TMAO-Werten und Vegetarier mit hohen). Interessant ist, dass hier nur 26 Vegetarier mit 51 Omnivoren verglichen wurden. Möglich dass der Effekt bei größerer Gruppenzahl der Vegetarier verloren geht. Auch beim L-Carnitin Challenge scheint eine riesige Variabilität zu bestehen. Bei diesen Balken und der kleinen Fallzahl, könnte auch hier nur 1-2 Omnivoren ausgereicht haben um die Signifikanz zu erreichen. Mir ist es auch schleierhaft, warum sie die L-Carnitin-Challenge nur bei 5 Vegetariern und 5 Omnivoren durchgeführt haben. Haben sie womöglich 5 Omnivoren genommen mit den höchsten Serum-TMAO-Werten gegenüber 5 Vegetariern mit niedrigen Werten? Zu diesen Problemen gesellt sich auch noch ein weiterer wichtiger Faktor hinzu, den man auch in all den prospektiven Beobachtungsstudien sieht: Vegetarier leben nicht nur fleischfrei, sondern pflegen allgemeinhin einen deutlich gesünderen Lebensstil als die “fleischessende Normalbevölkerung”. Stichwort “healthy user bias”. Da kann man noch so lange adjustieren nach Risikofaktoren, diesen Effekt in prospektiven Studien herauszufiltern halte ich für sehr schwierig. Leider fehlt bis heute eine gute Interventionsstudie Fleischesser vs. Vegetarier mit harten Endpunkten, welche diese Frage beantworten und den Krieg zwischen Fleischessern und Vegetariern beenden würde. Auf alle Fälle reicht auch dieser Versuch für mich beileibe nicht aus um den Schluss Vegetarier gut/Omnivor schlecht zu treffen. Die Assoziation des TMAO mit der unterschiedlichen Mikroflora halte ich jedoch für sehr interressant. Gut möglich also dass der Unterschied TMAO hoch/niedrig ganz andere Ursache hat, abseits vom Fleisch.

2. Ich glaube, sie haben da in den falschen Methodenteil geschaut. Der Artheroskleroseversuch ist glaube ich durch den Teil “Aortic root lesion quantification” und nicht der “Mouse l-carnitine challenge studies” beschrieben. Dort steht die Mäuse bekamen Trinkwasser mit 1.3% L-Carnitin supplementiert. Wenn man annimmt, dass eine Maus 4ml Wasser pro Tag trinkt entspricht das einer Aufnahme von 52mg L-Carnitin pro Maus und Tag. Umgerechnet auf den Menschen (Annahme Maus: 30g, Mensch: 70kg) kommt man auf eine tägliche L-Carnitinaufnahme von 121333,33 mg (!).

100g Rindersteak enthält laut dieser (http://tinyurl.com/d8qvo54) Quelle etwa 65mg. Wenn man großzügerweise den Konsum eines guten “Blockhaus 250g Steak” annimmt, kommt man hier auf eine Dosis von schlappen 748 Steaks am Tag.

3. Diese Metaanalyse von kontrollierten Studien zeigt für mich gerade, dass L-Carnitin in normalen Dosen (d.h. bei normalem Fleischkonsum) sogar bei Patienten mit einem hohen kardiovaskulären Reinfarkt-Risiko nicht nur sicher ist, sondern wahrscheinlich auch Vorteile hat! Ich stimme Ihnen jedoch voll zu, dass die jahrzehntelange Einnahme bei jungen Menschen nicht untersucht ist, so dass immer noch ein Restrisiko eines Schadens besteht. Dennoch glaube ich lieber gut durchgeführten Interventionsstudien der Sekundärprävention als ein paar dürftig zusammengeschusterten Experimenten in einem Maus/Mensch-Paper.

Ich hoffe meine Antwort ist nun etwas mehr verständlich und freue mich sehr, Sie wieder zu kritscherem Lesen bewogen zu haben, auch im Hinblick, da sie dies ja in ihrem interessanten Artikel vor ein paar Jahren selbst angemahnt haben (http://www.medizin-verstaendlich.de/refs08/studienkomm.html).

Viele Grüße,
M. Nägele

PS: Im Übrigen kann ich Herrn Wilhelms Kommentar nur zustimmen!

#12 |
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Medizinjournalist

Noch ein kleiner Hinweis auf einen etwas längeren deutschsprachigen Artikel zur Carnitin-Studie: http://www.sonntagszeitung.ch/wissen/artikel-detailseite/?newsid=249697

#11 |
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Diätassistent

Warum so kompliziert.

Schaut nach den wenigen noch verbliebenen Naturvölkern in ihren naturbelassenen Lebensräumen und erkennt, dass es an der naturbelassenen Nahrung liegt.

Bei artgerechte menschlicher Ernährung sollte es unmöglich sein Dick und Krank zu werden. Das Übel liegt in der Menge der verarbeiteten Lebensmittel/ Nahrung die wir täglich aufnehmen.

#10 |
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Medizinjournalist

Lieber Herr Nägele,
Habe ich die Originalquelle falsch gelesen?
zu 1) Richtig, der Vorversuch lief mit einem Vegetarier vs Omnivoren.
Im weiteren ist dann aber zu lesen:
“To confirm and extend these findings, we examined additional vegans and vegetarians (n = 23) and omnivorous subjects (n = 51). Fasting baseline TMAO levels were significantly lower among vegan and vegetarian subjects compared to omnivores. In a subset of these individuals, we performed an oral d3-(methyl)-carnitine challenge (but with no steak) and confirmed that long-term (all >1 year) vegans and vegetarians have a markedly reduced capacity to synthesize TMAO from oral carnitine. Vegans and vegetarians challenged with d3-(methyl)- carnitine also had significantly higher post-challenge plasma concentrations of d3-(methyl)-carnitine compared to omnivorous subjects, perhaps due to decreased intestinal microbial metabolism of carnitine before absorption.”
Lese ich da etwas falsch?
zu 2) Wie kommen Sie auf die “1000 Steaks/Tag”? Auch dazu steht in der Studie:
“female mice were given synthetic d3-l-carnitine (150 μl of a 150 mM stock) dissolved in water via gastric gavage using a 1.5-inch 20-gauge intubation needle.” Ich komme dabei umgerechnet auf wesentlich niedrigere Werte – habe ich mich da verrechnet?
zu 3) Die zitierte Metastudie berücksichtigt nur Aufnahme von Carnitin nicht aber die Verstoffwechselung zu TMAO; Ich will nicht bestreiten, dass Carnitin eine wichtige Rolle bei Stoffwechselprozessen im Körper hat und (damit?) auch zu weniger Herzkrankheiten führt; In der von mir zitierten Studie ging es aber um den Unterschied in der Verarbeitung von Carnitin durch Vegetarier und Fleischesser. In der Studie wurde festgestellt, dass die Probleme durch TMAO entstehen, nicht durch hohen Carnitinspiegel im Blut selber. In meiner Sicht der Dinge vergleichen wir hier Äpfel mit Birnen. (Aber ganz sicher hätte ich auch die Studie von DiNicolantonio et al. zitiert, wenn sie zu diesem Zeitpunkt schon verfügbar gewesen wäre.)
Trotzdem: Vielen Dank für Ihren Kommentar! Er erinnert mich, immer wieder bei wichtigen Studien ganz genau hinzuschauen!

#9 |
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Pflanzliche Micro-DNA ist also u.U. atherogen – ein Befund, der auch insofern aufschlussreich ist, als er wieder mal bestätigt, dass Ideologie und Wunschdenken (Vegetarier sind die gesünderen = “besseren” Menschen) und Wissenschaft nicht zusammenpassen. Einseitigkeit (= Extremismus) in der Ernährung ist genauso falsch wie in allen übrigen Lebensbelangen. Bedenkt man, dass Adolf Hitler strikter Vegetarier und Alkoholgegner war, wird die Problematik der aktuell propagierten PC in Sachen Ernährung besonders deutlich.

#8 |
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Dr. med. Manfred Haesner
Dr. med. Manfred Haesner

Vergesst die Pilze nicht.

#7 |
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Außerdem, Herr Dr. Schulte, muss ich mich fragen, warum Sie den Beschreibungstext von der Amazon-Buchseite kopieren und hier 1:1 einstellen. Affiliate-Programm?

#6 |
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@ Dr. Schulte: Und, glauben Sie das? Wieviel essen Sie? Es ist zwar erstaunlich, wie lange Magersüchtige mit ähnlich geringen Kaloriengaben überleben können, aber sie leben eher kürzer als der Teil der Bevölkerung, der sich mit ca. 2000 Kalorien zu Tode frisst, will mir scheinen. Hippokrates und die “Überzeugung” einer einzelnen Ärztin überzeugen mich nicht gerade.

#5 |
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Ärztegemeinschaft Amedis
Ärztegemeinschaft Amedis

@Herr Nägele, danke für diesen Kommentar.

#4 |
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Ärztegemeinschaft Amedis
Ärztegemeinschaft Amedis

und wie alt ist Frau Schatalova?
Ich bin bei solchen Theorien sehr skeptisch. Zumeist gehört da viel Glauben dazu. Wie der Artikel zeigt sind die Zusammenhänge sehr komplex. Das macht Vorhersagen wie beim Wetter oder der Börse sehr schwierig. Das menschliche Hirn liebt es auf der bewussten Ebene monokausal. Schlechte Voraussetzungen so etwas zu verstehen.

#3 |
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Buchtip: Wir fressen uns zu Tode

Inspiriert von der hippokratischen Feststellung, dass unsere Lebensmittel unsere Heilmittel und unsere Heilmittel unsere Lebensmittel sein sollen, hat die russische Ärztin Galina Schatalova ein Konzept der natürlichen Gesundung entwickelt. Sie ist überzeugt, dass der Mensch bei artgerechter Ernährung ein Lebensalter von 150 Jahren erreichen kann. Strikt wendet sie sich gegen die Kalorientheorie der ausgewogenen Ernährung, die der Natur des Menschen entgegensteht. Ihrer Darlegung zufolge ist der menschliche Organismus ausschließlich auf pflanzliche Nahrungsmittel festgelegt und benötigt zur Erhaltung des Grundstoffwechsels nicht mehr als 250 bis 400 Kalorien täglicher Nahrungszufuhr. Alles, was wir zuviel essen, belastet den Körper und muss von ihm „entsorgt“ werden, sodass der Mensch seine „normale Lebensdauer“ von 150 Jahren nicht erreicht. In ihrem Buch erläutert Schatalova die anatomischen und physiologischen Hintergründe ihres Konzepts und berichtet von ihren Erfahrungen bei seiner praktischen Erprobung. Der Leser erhält interessante Einblicke in ihren Arbeits- und Forschungsalltag und bekommt wichtige Informationen zu Heilkräutern, Kochrezepten und Entspannungsübungen, um ihr umfassendes Gesundheitskonzept selbst praktizieren zu können.

#2 |
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Matthias Nägele
Matthias Nägele

Die umfangreiche L-Carnitin-TMAO Studie von Koeth et al ist in Teilen genial gemacht, enthält aber in den zentralen Experimenten eklatante Mängel. Leider sind Sie, wie auch große Teile der Presse diesen gehörig auf den Leim gegangen. Ich halte ihre Kausalschlussfolgerungen “Im fleischgewohnten menschlichen Allesesser sorgt TMAO für Ablagerungen in den Gefäßen” und “Vegetarier umgehen dieses Problem” für sehr problematisch, da dies im Hinblick der Fehler der Studie nicht gezeigt werden kann.

Nur um einige Punkte zu nennen:
1. Der Expositionsversuch mit dem vermeintlichen TMAO-Anstieg hat lediglich 1 “repräsentativen” weiblichen Omnivoren mit 1 männlichen Veganer verglichen.
2. Die L-Carnitin Dosis, welche die Mäuse bekamen, entspricht auf den Mensch umgerechnet, einer Dosis von 1000 Steaks am Tag (!). Dies erinnert an die Studien an Mäusen in den 30ern, welch mit Cholesterin zugebombt wurden und daraus geschlossen wurde Nahrungscholesterin sei schlecht für den Menschen.
3. Eine ebenfalls kürzliche Metaanalyse von kontrollieren Studien mit L-Carnitin nach Herzinfarkt zeigt, dass L-Carnitin signifikant die kardiale Gesundheit und das Gesamtüberleben verbessert (http://dx.doi.org/10.1016/j.mayocp.2013.02.007).

Ich hätte mir eine kritischere Auseinandersetzung mit dieser Studie gewünscht.

PS: Nein, ich bin kein Fleischesser, werde auch nicht von der Fleischindustrie bezahlt, sondern bin lediglich an der Wahrheit interessiert.

#1 |
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