Biochemie der Ernährung und Gesundheit verstehen

Von Published On: 2021-05-28Kategorien: Periodic Undereating16 Kommentare

Warum macht Ernährung krank? Und wann macht Ernährung “gesund”? Und was bestimmt auf Zellebene überhaupt, was gesund und was krank macht?

Nun brauchen wir uns nichts vorzumachen: Die Wirkung von Ernährung und Lebensstil im Körper ist unfassbar komplex, hängt auch vom steten Wechselwirken zwischen Körperbiochemie und Umwelt ab, oft gibt es hier ein brutales Mismatch und der Körper entgleist.

Phase 1: AMPK

Wenn es um die Frage geht, was das Gesundheits- und Langlebigkeitsprogramm in Zellen anschaltet, dann ist die Frage recht leicht beantwortet. Das alles hat einen Namen, nämlich AMPK. Schon tausendmal erklärt hier im Blog, in Büchern und sowieso überall. AMPK ist ein zellulärer Energiesensor, der immer dann anspringt, wenn die Zelle glaubt, einen Energiemangel zu erleben.

Energiemangel in der Sprache des Körpers ist …

Niedriger Blutzucker + (sekundär) niedriges Insulin. 

Und freilich muss all das überhaupt wirken dürfen. Es gibt in der Nahrung nämlich Faktoren, die hemmen die “Übersetzung” dieser Signale. Wenn beispielsweise miRNAs aus Milch die AMPK-Aktivität blockieren, wird’s halt schwer, dem Körper Energiemangel zu machen.

Diese biochemischen Signale zusammengefasst, nennt man in der Biologie und Physiologie Katabolie. Wir bauen ab. Körper- und Nahrungsfett, Glykogenspeicher, ggf. Protein, alten Zellschrott (Autophagie) und so weiter. Der Körper recycelt sich selbst und baut ab, was er nicht mehr braucht.

Phase 2: mTOR

Wir in westlichen Gesellschaften haben genau damit ein Problem – unser Körper wird mehrheitlich deshalb (stoffwechsel-)krank, weil wir dieses mächtige Stoffwechselprogramm nicht stark genug oder zu selten aktivieren. Wir leben also so, dass der Körper konstant in die andere Richtung drückt, nämlich …

Höherer Blutzucker + höheres Insulin. 

Das lässt einen zweiten Schalter (über-)aktiv werden, der sich mTOR nennt. mTOR ist eigentlich ein klasse Protein – wenn aktiv …

  • repariert es Gewebe,
  • baut Muskeln und überhaupt Zellsysteme auf (Gehirn usw.),
  • schützt es Gewebe vor starkem Abbau,
  • und schaltet allgemein das “Wohlfühlprogramm” der Zelle an.

Das nennt sich zusammengefasst Anabolie. Davon haben wir in westlichen Nationen zu viel. Im falschen Kontext, sprich ist das Protein dauerhaft aktiv oder im falschen Setting aktiv, macht es insulinresistent und stoffwechselkrank.

Nun gut: In Wahrheit ist alles natürlich noch um einiges komplexer. Der Einfachheit halber haben wir aber nun verstanden, dass unser Körper bzw. unsere Zellen konstant zwischen diesen Zuständen hin- und herswitchen. Jedenfalls in der Idealvorstellung.

Die traurige Realität nämlich ist, dass es natürlich auch auf die Tiefe ankommt, mit der wir in den jeweiligen Zustand kommen. Jemand, der 12 Stunden fastet, hängt halt anders in der Katabolie als jemand, der vor drei Stunden seine letzte Mahlzeit gefasst hat. Versteht man, nicht wahr?

mTORAMPK Kontinuum

Das AMPK-mTOR-Kontinuum: Vereinfacht gilt, dass es ein reziprokes Verhältnis zwischen den beiden Energiesensoren gibt. Wenig Nahrung = niedriger Blutzucker = niedriges Insulin = AMPK; Viel Nahrung = viele Kalorien = höherer Blutzucker = höheres Insulin = mTOR. Auf diese Weise “übersetzt” der Körper Energiemangel und -überschuss in der Zelle und steuert wesentliche Abläufe in der Zelle und im Körper. 

Daher: Paleo (jedenfalls phasenweise)

Unsere Aufgabe im Leben ist also, die Aktivität und das Switchen zwischen beiden Zellschaltern zu steuern. Durch den Lebensstil. Und hier setzen nun die Hintergründe an, zum Beispiel der Hintergrund, warum sich ein Paleo-Ansatz für sehr viele Menschen am meisten lohnt. Freilich kann man auch einfach unterkalorisch essen oder nur Protein oder sogar ganz fasten. Grundsätzlich jedoch gilt:

  • Wer Paleo isst, hat Probleme, den Blutzuckerspiegel hoch zu halten.

Das war’s auch schon. Egal, wie viel Obst und wie viel Protein man isst, ein normaler Mensch schafft es damit einfach nicht, die Glykogenspeicher konstant so gefüllt zu halten, dass der Körper glaubt, er sei im Nahrungsüberfluss. Es geht einfach nicht. Wer also Protein und Obst isst, kann zu 100 % sicher sein, dass er in den nächsten Stunden AMPK aktiv bekommt. 

Merke: Wann immer wir den akuten Kalorienbedarf (Real-time-Kalorienbedarf) nicht matchen, fällt der Blutzucker. Insofern: Natürlich zählen Kalorien. Aber unser Problem ist, dass unser Körper ganz offensichtlich viel zu oft kein richtiges Kalorien- bzw. Nährstoff-Sensing an den Tag legt oder wir verlernt haben, die Signale richtig oder überhaupt wahrzunehmen. Genau deshalb brauchen wir solche Tools… Vielleicht nur für eine Zeit – je nachdem, was die eigenen Ziele sind und welche Nahrungsmittel man verträgt.

Im Anschluss kommt aber das nächste Problem und hier knüpft auch die Frage an, ob man stärkehaltige Pflanzen essen soll, z. B. Getreide, Kartoffeln und so weiter. Viele übertreiben es nämlich mit z. B. Low/No carb. Die hauen sich wochen- ja monatelang in den Nahrungsmangel (niedriger Blutzucker usw.) und wundern sich dann, warum sie sich elend fühlen und der Körper nicht mehr mag.

Du brauchst Zyklen!

Na ja. Betrachten wir die beiden Prozesse als einen Zyklus, der komplett durchlaufen muss, damit er uns gesund und leistungsfähig macht, wird klar, dass wir nicht dauerhaft katabol durch die Gegend laufen können. Diese Leute machen also das Gegenteil von dem, was ein normaler Deutscher macht – aber auch das tut irgendwann wörtlich weh.

Im Übrigen lässt sich das auch nicht dadurch kompensieren, dass man Eiweiß ohne Ende frisst. Denn das führt in diesem Zustand nur dazu, dass man Protein oxidiert. Und wer will das schon?

Bringt uns zum Thema Mahlzeitenfrequenz oder Essensfenster (engl. eating window). Schlaue Menschen könnten das nun verknüpfen und zum Beispiel schlussfolgern:

Stärke und viele Kohlenhydrate und sowieso alles, esse ich innerhalb eines Essensfensters.

Damit schlägt man zwei Fliegen mit einer Klappe: Man hat viel dafür getan, dass AMPK am Tag richtig auf Touren kam – abends belohnt man den Körper dann mit einer saftigen Ladung Glukose und Insulin. Und der ist happy, weil er dann seinen Zyklus voll durchlaufen hat.

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Katabol und dann anabol: Die erste Phase besteht darin, AMPK aktiv zu machen. Die zweite Phase wird dann genutzt, um mTOR aktiv zu machen. Quelle: Maximum Muscle, Minimum Fat von Ori Hofmekler (2008) 

Ist ja nicht so, dass wir dieses Konzept seit Jahren beschreiben (2014!!!), in quasi jedem unserer Bücher taucht es auf. Aber es zeigt sich immer wieder, dass Menschen sich mit Abstraktion sehr schwertun. Wir plädieren nicht dafür, dass man nie wieder stärkehaltige Pflanzen isst, also Getreide, Kartoffeln, Bohnen und so weiter. Wir sagen nur:

Halte die Frequenz sehr niedrig und angemessen. 

Heißt umgekehrt nämlich, dass wir sagen wollen, dass ein Deutscher einfach zu oft, ständig am Tag Getreide und pflanzliche Stärkequellen ist. Und das macht auf Dauer die Probleme, die wir im Land haben. Wir halten den Körper damit zu oft im Anabolismus. Hintergrund ist wohlgemerkt auch und gerade, dass diese Pflanzenteile unseren Energiestoffwechsel durcheinander bringen.

Die Zykluslänge kann variieren

Bevor wir zum Ende kommen, will ich direkt noch etwas feststellen (weil denken ist schwer für einige): Bei einem gesunden Menschen stimmen diese Zyklen von Haus aus. Wenn ein Fußballprofi morgens vorm Training nur einen Shake trinkt oder gar normal frühstückt, dann kann der sich mittags natürlich Nudeln reinballern, wie er will. Ob das so gesund ist, steht auf einem anderen Blatt – aber hier stimmt das Verhältnis AMPK:mTOR und Kataoblie:Anabolie. Aufgrund des enormen Energieumsatzes werden die Zyklen hier viel schneller durchlaufen.

Haben wir das Thema verstanden und können es nun abhaken?

PS: Auf diesen Hintergründen beruht auch das Konzept des Refeeds… Je nachdem, wie und wie viel man isst und was die Ziele sind, kann man also am Wochenende “refeeden” (mTOR), einmal am Tag oder eben alle paar Stunden – letzteres nennt sich dann “drei Hauptmahlzeiten”.

PSII: Ja, genau. So wie hier geschildert, kann man sich wieder ein gesundes Maß an Sättigungsregulation antrainieren.

16 Comments

  1. He-Man 28.05.2021 at 13:26 - Antwort Kommentar melden

    Der Artikel gefällt mir sehr gut und das “Konzept”, wenn man es so haben will, deckt sich sehr stark mit meinem eigenen Vorgehen.

    Paleo ist aus meiner Sicht ein hervorragendes Template, welches eine gute Basis für die Ernährung darstellen kann. Darauf aufbauend können Abwandlungen und Ergänzungen je nach Lifestyle, Zielen, Verträglichkeiten und Geschmack gemacht werden. Zudem ist es eine Basis zu der ich immer wieder gerne zurückkomme, wenn ich einmal merke, dass mir etwas nicht so gut bekommt oder ich mich zu weit entferne.

    Dennoch bin ich beim lesen über folgenden Satz gestolpert:

    “Das war’s auch schon. Egal, wie viel Obst und wie viel Protein man isst, ein normaler Mensch schafft es damit einfach nicht, die Glykogenspeicher konstant so gefüllt zu halten, dass der Körper glaubt, er sei im Nahrungsüberfluss.”

    Warum ist das eigentlich so? Oder liegt hier der Knackpunkt in der Formulierung “ein normaler Mensch”?

    Gerade für Sportarten die schwerpunktmäßig im anaeroben Bereich ablaufen oder im Bodybuilding (gefüllte Glykogenspeicher) wäre demnach ausschließlich Paleo unter Leistungsaspekten nicht die optimale Strategie. (Eins ist auch klar, 100m in unter 10 Sekunden zu laufen oder mehrere Zentner zu heben ist auch nicht “Paleo”).

    Loren Cordain empfiehlt in seinem Buch “The Paleo Diet for athletes” ebenfalls eine angepasste Paleo-Ernährung und auch bei Stan Efferdings “vertical diet” sehe ich einen starken Bezug zu Paleo.

    • Chris Michalk 28.05.2021 at 14:00 - Antwort Kommentar melden

      Danke dir!

      Ich denke tatsächlich nicht, dass Paleo für Athleten das Nonplusultra ist. Obst speist – aus welchen Gründen auch immer – diese ganze Blutzucker/Insulin/mTOR-Achse nicht so arg. Ich denke, das liegt u. a. an der Verstoffwechselung von Fruchtzucker (=> Leber; Darm und langsames Releasing ins Blut), an den Begleitstoffen (Ballaststoffen, sek. Pflanzenstoffen) und am Volumen. In jedem Fall dürfte sich ein Leistungssportler mit ein paar 100 g Reis anders, deutlich besser gesättigt fühlen als mit einer vergleichbaren KH-Menge aus Obst. Hier spielt Getreide etc. z. B. in die Karten, dass die Pflanzenproteine diese Effekte nochmal modulieren und die Anabolie pushen. Wer Paleo nicht ganz so strikt auslegt, kann natürlich auf Kartoffeln zurückgreifen, aber auch hier kann man nicht immer große Mengen essen. Ergo: Paleo ist ein idealer Ansatz, um katabol zu sein bzw. AMPK zu aktivieren. Für Leute, die aber auch mehr anabolen/regenerativen Input brauchen, für die reicht es m. E. nicht. “Paleo for Athletes” ist also nochmal was anderes … in den meisten Fällen schreiben wir ja für Leute, die mit dem Gegenteil ein Problem haben und erst mal in die (Stoffwechsel-)Gänge kommen müssen, sprich die Sahnetorte gegen den Salat mit Putenstreifen tauschen müssen.
      EDIT: Auch ein höherer Fett-Anteil kann speziell bei laktaziden Sportarten nicht dafür kompensieren. Damit tut man sich keinen Gefallen. Eine Typ-2-Faser braucht dann schlicht Glukose, kein Fett.

  2. Cyrill 28.05.2021 at 17:00 - Antwort Kommentar melden

    Wie zeigt sich dies, dass man Protein oxidiert?

  3. Judith I. Eckenstein 29.05.2021 at 06:34 - Antwort Kommentar melden

    Finde den Ansatz mit dem abendlichen “KH-Loading” / mTOR-Aktivierung interessant. In medizinischen Kreisen wird ja grade das Gegenteil kolportiert mit der Begründung, dass morgens tendenziell die Insulinsensitivität besser ist und KH deshalb besser in der ersten Tageshälfte konsumiert werden sollen.
    Vielleicht muss man das optimale Zeitfenster auch dahingehend differenzieren, ob wir es mit einem aktiven Menschen oder Sportler zu tun haben, die ja prinzipiell anabol sein wollen und Otto-Normalverbraucher mit vorhandener Insulinresistenz.

    • Chris Michalk 29.05.2021 at 11:29 - Antwort Kommentar melden

      Dann hast du den Ansatz nicht verstanden. Die IS ist dann am höchsten, wenn der Zyklus optimal durchlaufen kann, sprich wenn AMPK sehr aktiv war. Ist dabei völlig unerheblich, ob das morgens mittags abends oder sonst wann ist.

      Dass die IS morgens am höchsten ist, ist auch eher eine Folklore. Bei den Normaldeutschen, die viel Fett auf den Hüften haben, läuft morgens noch die nächtliche Fettoxidation am Anschlag und daher ist bek den meisten eher das Gegenteil der Fall, die sollten erst mal die Fettsäuren im Blut oxidieren bevor sie Brötchen essen.

      • Judith Eckenstein 29.05.2021 at 14:33 - Antwort Kommentar melden

        Klingt logisch 😀, danke!

      • Alex 18.07.2021 at 22:49 - Antwort Kommentar melden

        Ich weil es gerade nicht.
        Fettsäuren im Blut oxidieren?
        Also sowas wie Sport, oder? Sprich verbrauchen, Fettsäuren in die Muskeln zum verbrennen.
        Richtig verstanden?
        Liebe Grüße
        Alex

    • 4D-DOC 29.05.2021 at 20:43 - Antwort Kommentar melden

      Moin,

      in welchen medizinischen Kreisen wird das denn kolportiert?

      Jeder der auch nur rudimentär mit Diabetikern zu tun hat weiß, dass in der Regel morgens eine größere Zahl an Insulin-Einheiten pro BE/KE benötigt wird, als abends.

      Da eben wie Chris ausführt, die IS morgens schlechter ist.

      Das ist rein chronobiologisch gar nicht anders möglich: durch die frühmorgendliche Cortisolausschüttung (Lichteinfall/Zellzyklus –> Ncl. suprachiasmaticus –> CRH -> ACTH -> Cortisol.

      Cortisol “verschlechtert” sinnvollerweise die IS, wie hier ja auch oft genug auf edubily beschrieben.

      Denn letztlich hat das ZNS ein Interesse an ordentlichen BZ-Werten morgens, damit wir in den Tag starten können. Da wäre eine Abfluten der bereitgestellten knappen Ressource Glukose in die Muskelzellen über GLUT4 absolut nicht hilfreich ;)

      Diese “Schlank im Schlaf” Konzepte spielen u.a. darauf an, dass die Insulin-mitbedingte Speicherung vormittags schlechter läuft.

      Eigentlich ist es physiologischer Schwachsinn, sich morgens früh mit schnell verfügbaren KH vollzuladen.

      Grüße!

  4. Alex 29.05.2021 at 15:26 - Antwort Kommentar melden

    Super, vielen Dank für diesen verständlichen Artikel. Erinnert mich stark an das Leangains Protokoll von Martin. Bis auf den hohen Eiweißkonsum natürlich.

    Wie viel Eiweiß ist denn zu viel bzw. was ist denn für einen Kraftsportler empfehlenswert in Gramm pro LBM? Ich hatte da immer sehr gute Ergebnisse, allerdings kam mir das Eiweiß aus den Ohren wieder raus (240-300g pro Tag) ;).

    Und, wie sieht es aus mit Refeeds einmal pro Woche Woche vs. High Carb und Low Carb täglich im Wechsel? Der gute Martin hat dazu ja noch die Kaloriendichte täglich variiert… habe da immer sehr gute “optische” Ergebnisse erzielt.

    Schwierig finde ich auch die Essensberge, die sich bei einer niedrigen Mahlzeitenfrequenz immer auftun. Gut, dass es das Edubily Isowhey gibt :).

    • Chris Michalk 29.05.2021 at 16:21 - Antwort Kommentar melden

      Danke! Habe Leangains zu seinen Hochzeiten damals sehr sehr intensiv verfolgt. Im Prinzip macht Berkhan während seiner Diätphasen trotzdem ein Proteinfasten im Essensfenster. Seine Cheesecake Eskapaden waren dann die Refeeds. Heißt: Auch hier war er in der Diät am Ende des Tages unterkalorisch.
      Das Leangains-Protokoll ist für die meisten viel zu straff und das totale IF treibt schnell in die Essstörung. Leider! Verkhan hat immer wieder Betont dass auch bei seinem Konzept die Kalorien zählen und er hat in Diätphasen nix anderes gemacht als andere, nur eben komprimiert in ein Essensfenster gepackt. Das nur am Rande, damit Leser hier allgemein einordnen können.

      Ich denke, das wichtigste ist einfach, sehr genau auf die Bedürfnisse des Körpers zu achten. Wer zB tagsüber Paleo macht, kann gut und gerne erfahren, dass der Körper abends die KH Speicher mit zB Reis füllen will. Es geht im Prinzip darum, wieder ein besseres Gefühl für den Körper zu bekommen und seine Regulationsmechanismen.

  5. Jörg 29.05.2021 at 23:13 - Antwort Kommentar melden

    Hi Chris, sehr guter und verständlicher Artikel, der mich zum Nachdenken bringt. Ich treibe 3x die Woche Krafttraining, esse bis 12 Uhr nichts außer EAAS und Proteinshake (mit Wasser) und danach eher Paläo/LowCarb. Muskelwachstum ist trotz hohem Proteinkonsum kaum zu verzeichnen. Liegt das daran, dass ich dann gar kein mTOR aktiviert bekomme durch diese Taktik? Müsste ich dann eher in der Essensphase mehr KH einbauen? Wie ist es mit Protein in der Fastenphase? Hilfreich oder lieber komplett fasten?

    • Alex Hüsgen 31.05.2021 at 09:02 - Antwort Kommentar melden

      Protein in der Fastenphase ist kein Fasten :-) Was nicht heißen soll du kannst es nicht nutzen, vor allem wenn du Probleme mit dem Zunehmen hast. Aber wie gesagt: EAAs udn Proteinshake bis 12 wäre dann kein Fastenfenster.

      • Chris Michalk 01.06.2021 at 10:30 - Antwort Kommentar melden

        So kann man das aber nicht sagen. Natürlich ist es kein “Fasten”, aber trotzdem isst man unterkalorisch und aktiviert damit die genannten Kaskaden.

        • Xem 01.06.2021 at 18:35 - Antwort Kommentar melden

          Wird durch das Eiweiß nicht auch ein Insulinanstieg ausgelöst, welcher dann mTor aktiviert?

    • Chris Michalk 01.06.2021 at 10:32 - Antwort Kommentar melden

      Danke dir. Liegt vermutlich eher am Gesamtenergiegehalt deiner Nahrung (=> mTOR) und/oder Genetik. Für die meisten, die “aufbauen” wollen, braucht es eben viel, viel Energie. Sekundär geht es um Makronährstoffe wie Protein oder so.

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