Einfluss der Ernährung auf den Fettstoffwechsel

Übergewicht ist das Resultat eines Ungleichgewichts zwischen Energiezufuhr und Energieverbrauch. Die Verfügbarkeit von hochkalorischen Speisen, die meistens sehr fettreich sind, prädisponiert zur Gewichtszunahme. Dieser Umstand lässt sich anhand der aktuellen Statistiken zum Thema Übergewicht mehr als deutlich veranschaulichen. Bisher gibt es am Menschen jedoch nur eine geringe Anzahl von Untersuchungen, die sich mit den Auswirkungen von fettreicher Enährung auf die Lipolyse (=Freisetzung von Fettsäuren aus den Fettdepots) beschäftigen. Vor allem im Zusammenhang mit den immer mehr im Steigen begriffenen Zivilisationskrankheiten (Diabetes mellitus, Bluthochdruck, Gefäßverkalkung etc.) wäre dies aber ein nützlicher Informationsgewinn.

Kurzkettige Fettsäuren diffundieren – im Gegensatz zu langkettigen Fettsäuren – direkt in die Zellen und senken den intrazellulären pH-Wert, was letztlich eine Hormonkaskade auslöst und die Hydrolyse von Triglyceriden (=Lipolyse) fördert. Der Transport von langkettigen Fettsäuren erfolgt hingegen rezeptorvermittelt.

Um die Lipolyse zu beeinflussen, verfügen die menschlichen Fettzellen über mehrere Rezeptoren. Die sogenannten alpha-2-adrenergen Rezeptoren hemmen die Lipolyse, die beta-adrenergen Rezeptoren fördern sie. Daneben gibt es noch eine Reihe anderer Einflussfaktoren, wie etwa das natriuretische Protein (NP), das atriale Protein (ANP) oder das BNP.

Während sportlicher Betätigung werden durch die ausgeschütteten Hormone (Katecholamine) sowohl die alpha- als auch die beta-Rezeptoren stimuliert. Da bei übergewichtigen Menschen jedoch die Stimulation der antilipolytischen alpha-2-adrenergen Rezeptoren überwiegt, resultiert letztlich eine Hemmung der Lipolyse (Stich et al., 1999). Dadurch wird eine Überflutung des Blutes mit freien Fettsäuren verhindert, denn anderfalls würde die Entstehung von Krankheiten wie beispielsweise Diabetes mellitus oder Gefäßverkalkung stark begünstigt werden. Eine Gruppe von Wissenschaftlern interessierte sich dafür, ob freie Fettsäuren im Blut, wie sie zum Beispiel nach besonders fettreichen Mahlzeiten zu finden sind, den protektiven alpha-2-adrenergen Effekt (Hemmung der Lipolyse) beeinflussen würden.

Dazu untersuchten sie, wie sich die Konzentration der freien Fettsäuren im Blut von schlanken und übergewichtigen Personen veränderte, wenn diese entweder keine oder besonders fettreiche Nahrung zu sich nahmen und nach einer Latenz von drei Stunden körperliche Bewegung mit 50 % der maximalen Herzfrequenz absolvierten.

Nach aktuellem Wissensstand wäre zu erwarten, dass in beiden Personengruppen bei dem Setting Fasten+Sport der Fettsäurespiegel im Blut gleich bleibt, da ja die Lipolyse physiologischerweise durch die ausgeschütteten Katecholamine gehemmt wird. Das Ergebnis des Settings fettreiches Essen+Sport war das also eigentlich interessante. Die Frage war: Wie wirken die Fettsäuren im Blut auf die Lipolyse?

In den in vivo (=am Lebenden) Experimenten führte eine Mahlzeit mit hohem Fettanteil (95% Fett, 5% Kohlenhydrate) vor der sportlichen Betätigung in beiden Personengruppen zu einem nachfolgenden Anstieg der freien Fettsäuren im Blut (dieser Anstieg war natürlich nicht der Fettresorption aus dem Darm zuzuschreiben, denn diese war zum Messzeitpunkt schon lange geschehen). Die Fettsäuren induzierten also eine gesteigerte Lipolyse durch Hemmung der alpha-2-adrenergen Rezeptoren, sowohl bei den schlanken als auch den übergewichtigen Personen. Epinephrin verstärkte den lipolytischen Effekt zusätzlich.

In vitro, also bei Untersuchungen an Zellreihen und nicht am lebenden Objekt, konnte ebenfalls gezeigt werden, dass eine Inkubation der Zellen mit langkettigen Fettsäuren ebenfalls zu einer Steigerung der Lipolyse und einer Unterdrückung der antilipolytischen Wirkung von Katecholaminen auf die alpha-2-adrenergen Rezeptoren führte.

Was kann man nun aus der Studie mitnehmen?

Die Zusammensetzung der Ernährung hat wesentlichen Einfluss auf den Fettstoffwechsel. Fettreiche Ernährung in Kombination mit Sport fördert besonders den Fettabbau aus den entsprechenden Depots, was letztlich zu sehr hohen Konzentrationen freier Fettsäuren im Blut führen kann. Das hat wiederum zur Folge, dass die Entstehung der berühmten Zivilisationskrankheiten wie Diabetes mellitus, Arteriosklerose oder Bluthochdruck gefördert wird. Vor allem übergewichtige Personen, die ohnehin schon erhöhte basale Fettsäurespiegel aufweisen, sollten die Kombination aus Fett und Sport meiden.

Die Studie wirft viele Fragen auf, die in den nächsten Jahren nach Antwort suchen. Wie wirken beispielsweise unterschiedliche Kombinationen von Fettsäuren (gesättigt, ungesättigt, langkettig, kurzkettig) spezifisch auf den Fettstoffwechsel. Haben alle Fettsäuren dieselbe Wirkung? Und kann bei abnehmgewillten Menschen die gesteigerte Lipolyse durch Fettsäuren nicht gezielt eingesetzt werden, um den Fettabbau zu beschleunigen, beispielsweise mit einem Kaloriendefizit trotz besonders fettreicher Ernährung?

Polak J, Moro C, Bessière D, Hejnova J, Marquès MA, Bajzova M, Lafontan1 M, Crampes F, Berlan, Stich V. Acute exposure to long-chain fatty acids impairs alpha-2-adrenergic receptor-mediated antilipolysis in human adipose tissue. J Lipid Res. 2007 Oct;48(10):2236-46. Epub 2007 Jul 11.