Nahrungsentzug stellt den Körper vor eine Herausforderung, insbesondere hinsichtlich der Energieversorgung von Organen wie Leber und Gehirn. In dieser Situation greift der Körper auf alternative Energieträger zurück, um die lebensnotwendigen Funktionen aufrechtzuerhalten.
Ketone als alternative Energiequelle
Bei einem Mangel an Kohlenhydraten, wie er beispielsweise während einer Fastenkur auftritt, produziert die Leber aus Körperfett Ketone, auch Ketonkörper genannt. Diese dienen als Energieträger, insbesondere für das Gehirn. Normalerweise bezieht das Gehirn seine Energie aus Glukose, also Traubenzucker. Da Fettsäuren, mit Ausnahme von mittelkettigen Triglyceriden (MCTs), die Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden können, sind Ketone eine essenzielle alternative Energiequelle für das Gehirn bei Kohlenhydratmangel. Während der restliche Körper eigenes Körperfett oder Nahrungsfett aus dem Blut verwerten kann, ist das Gehirn auf die Versorgung durch Ketone angewiesen.
Endogene und exogene Ketone
Die vom Körper selbst hergestellten Ketone werden als endogene Ketone bezeichnet. Im Gegensatz dazu gibt es seit einigen Jahrzehnten auch exogene Ketone. Anfänglich war deren Herstellung sehr kostspielig, weshalb sie vor allem in der Raumfahrt, im Militär und in Forschungseinrichtungen eingesetzt wurden. Mittlerweile finden exogene Ketone auch in der Medizin Anwendung, insbesondere bei der Behandlung von Epilepsie und psychischen Störungen wie Angstzuständen und Depressionen. Die Einnahme von Ketonen kann positive Stoffwechseländerungen bewirken, wie beispielsweise eine verbesserte Mitochondrien-Funktion und entzündungshemmende Prozesse.
Exogene Ketone im Sport
Seit der Tour de France 2019 werden exogene Ketone vermehrt im Sport diskutiert und eingesetzt. Sie sind als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich und sollen langfristig die Fettverbrennung verbessern und bei sportlicher Belastung die Kohlenhydratreserven schonen. Dies ist besonders bei langen Bergetappen von Vorteil. Zudem wird eine Steigerung der Insulinsensitivität und Regenerationsfähigkeit der Sportler angestrebt.
Bei starker körperlicher Belastung oder bei erschöpften Kohlenhydratvorräten in Muskulatur und Leber beginnt der Körper, Ketone herzustellen. Auch morgens nach dem Aufstehen können erste Ketone entstehen, wenn die Leberspeicher erschöpft sind. Diese Mengen sind jedoch geringer als bei einer Fastenkur oder einer ketogenen Ernährung. Sportler verspüren oft schneller eine Wirkung bei der Einnahme exogener Ketone, da ihr Körper bereits an die Ketonproduktion gewöhnt ist.
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Ein Anwender berichtete von einer deutlichen Reduktion des Hungergefühls und einem Energieschub bei der Einnahme exogener Ketone während des Trainings. Trotzdem konnte keine unmittelbare Leistungssteigerung festgestellt werden. Es wird vermutet, dass sich einige Wirkungen erst bei längerer Einnahme bemerkbar machen.
Kaloriengehalt und Verwertbarkeit von Ketonen
Der Kaloriengehalt eines Lebensmittels wird üblicherweise mithilfe eines Bombenkalorimeters ermittelt. Dabei wird der Brennwert eines Stoffes durch Verbrennung bei einem bestimmten Sauerstoffdruck bestimmt. Allerdings gibt der Kaloriengehalt allein keine Auskunft darüber, wie gut der Körper die Energie tatsächlich verwerten kann. Ähnlich wie bei anderen Lebensmitteln kann der Körper nicht die gesamte in Ketonen enthaltene Energie nutzen.
Im Körper entstehen drei unterschiedliche Ketonkörper: Aceton, Acetoacetat und Beta-Hydroxybutyrat. Aceton ist ein Keton, das kaum vom Körper genutzt werden kann und über die Atemluft oder den Urin ausgeschieden wird. Acetoacetat und insbesondere Beta-Hydroxybutyrat (BHB) dienen hingegen als gute Energielieferanten. BHB kommt in zwei Formen vor (Isomerie): D-BHB und L-BHB. Im menschlichen Körper entsteht fast ausschließlich die rechts-drehende Form D-BHB.
Intermittierendes Fasten und Ketone
Die getesteten Ketone werden auf natürlichem Weg durch Fermentation hergestellt und liegen in Pulverform vor, die in Wasser gelöst wird. Die Einnahme von Ketonen unterstützt das intermittierende Fasten, da sie den Insulinspiegel nicht erhöhen und Hungerhormone wie Ghrelin reduzieren. Dadurch bleibt ein nagendes Hungergefühl aus.
Der menschliche Körper im Hungerstoffwechsel
Der Mensch benötigt Energie zum Leben und Überleben, die er durch Nahrungsaufnahme und Stoffwechselprozesse gewinnt. Ein gesunder Mensch kann ungefähr 45-70 Tage ohne Nahrung überleben, solange er ausreichend Wasser zu sich nimmt. Ohne Nahrung treten nach etwa 4-5 Wochen nennenswerte Beschwerden auf. Studien deuten darauf hin, dass Verhungern eine schmerzlose Art zu sterben sein kann, da der Körper kurz vor dem Tod in eine Art Euphorie gerät. In den meisten Fällen tritt der Tod nach 6-9 Wochen ein, wenn die Organe versagen.
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Zunächst wird Glykogen in Glukose zerlegt, wobei die Leber nur einen minimalen Vorrat für einige Stunden speichert. Fette werden in Glycerin und Fettsäuren zerlegt, wobei Fettsäuren als Energiequelle dienen, insbesondere für den Skelettmuskel. Glycerin kann zur Herstellung einer kleinen Menge Glukose verwendet werden. Der größte Teil der Glukose wird jedoch aus den Aminosäuren von Proteinen gebildet.
Nach etwa einer Woche Nahrungsentzug beginnt das Gehirn, Ketonkörper sowie Glukose als Energiequelle zu nutzen. Wenn die Fettreserven erschöpft sind, beginnt der Körper, Proteine als Hauptenergiequelle zu nutzen. Letztendlich gehen dem Körper die Möglichkeiten aus, da Fette, Glukose, Muskelmasse und Gewebe begrenzte Energiequellen darstellen. Der Tod tritt schließlich durch Herzrhythmusstörungen oder einen Herzinfarkt ein, die entweder durch extremen Gewebeabbau (Autophagie) oder durch schwerwiegende Elektrolytstörungen verursacht werden.
Autophagie: Recycling in den Zellen
Fasten löst Recyclingprozesse in den Zellen aus, die sogenannte Autophagie. Dabei reinigt der Körper seine Zellen selbstständig und gewinnt neue Energie. Forschende des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung in Köln haben gezeigt, dass das Gehirn bei diesem Prozess eine entscheidende Rolle spielt. Schon nach kurzer Fastenzeit löst das Gehirn die Ausschüttung des Hormons Corticosteron aus und leitet damit die Autophagie in der Leber ein.
Die Autophagie ist für das Überleben wichtig, da defekte oder beschädigte Moleküle abgebaut und daraus neue Energie gewonnen wird. Diese Art der Entgiftung hält den Körper fit und jung. Die Forschenden fanden heraus, dass das Gehirn während des Fastens nicht nur Signale sendet, die den Organismus zum Essen anregen, sondern auch Signale, die die Autophagie aktivieren. Wenn der Energielevel niedrig ist, lösen die Nervenzellen die Ausschüttung von Corticosteron aus, das die Aktivierung der Autophagie in den Leberzellen anregt.
Low-Carb-Diäten: Funktion und Risiken
Low-Carb-Diäten, wie die ketogene Diät oder die Atkins-Diät, basieren auf dem Prinzip, weniger Kohlenhydrate und dafür mehr Fett und Protein zu konsumieren. Ziel ist es, den Körper zur Fettverbrennung zu zwingen. Bei längerem Kohlenhydratverzicht wechselt der Körper in einen "künstlichen Hungerstoffwechsel" und greift die Fettreserven an. Das Fett wird in Ketonkörper umgewandelt, die als Energielieferant dienen.
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Normalerweise werden Kohlenhydrate in Glukose zerlegt, die entweder in der Glykolyse weiterverarbeitet oder in den Glykogenspeichern gespeichert wird. Bei einer Low-Carb-Diät muss der Körper auf andere Energiequellen zurückgreifen. Das Fett wird in Fettsäuren zerlegt und Proteine in Aminosäuren. Der Körper kann die fehlende Glukose zunächst selbst herstellen (Gluconeogenese), aber dieser Trick reicht nicht aus, um den Energiebedarf zu decken. Daher zapft der Körper das Nahrungsfett und das Fettgewebe an. Aus dieser "Fettverbrennung" entsteht unter anderem Glyzerin, das in den Kreislauf der Glykolyse eingeschleust wird und so die Glukose ersetzen kann.
Nach mehreren Tagen strenger Low-Carb-Diät wechselt der Körper vollständig in den Hungerstoffwechsel und stellt Ketonkörper her, die von den Organen und insbesondere vom Zentralnervensystem als Energielieferant genutzt werden können.
Insulin und Glucagon
Die meisten chemischen Prozesse im Körper werden von Hormonen gesteuert. Bei der Auflösung von Fettgewebe hilft das Hormon Glucagon, der "Gegenspieler" des Insulins. Insulin wird ausgeschüttet, wenn wir Kohlenhydrate essen und sorgt dafür, dass die Glukose schnell in die Glykogenspeicher oder den Fettspeicher eingebaut wird. Ohne Kohlenhydrate in der Nahrung bleibt der Insulinspiegel niedrig, wodurch das Glucagon den Abbau von Fettpolstern fördern kann.
Abnehmen mit Low-Carb?
Studien zeigen, dass Abnehmwillige mit einer Low-Carb-Diät in den ersten sechs Monaten schnell und viel Gewicht verlieren können. Allerdings geht der Großteil der verlorenen Kilos vermutlich auf ausgeschiedenes Wasser zurück. Langzeitstudien zeigen, dass die Teilnehmer nach etwa sechs Monaten wieder zunehmen.
Gesundheitliche Aspekte
Es fehlen aufwändige Studien, die die tatsächlichen Langzeiteffekte einer Low-Carb-Diät untersuchen. Eine proteinreiche Low-Carb-Diät könnte gefährlich für das Herz sein, da sie das Risiko für den Anstieg der LDL-Konzentration erhöhen kann. Eine Langzeitstudie aus dem Jahr 2012 warnt vor den Risiken einer Low-Carb-Diät und sieht eine direkte Verbindung zwischen einer Low-Carb-High-Protein-Diät und dem Risiko für eine kardiovaskuläre Erkrankung.
Mundgeruch und Hungergefühl
Bei der Ketogenese werden drei Arten von Ketonkörpern gebildet: Acetoacetat, 3-Hydroxybutyrat und Aceton. Aceton wird über die Atemluft abgeben, was zu Mundgeruch führen kann. Die erhöhte Ketonkörper-Konzentration scheint laut einigen Studien für ein stärkeres Sättigungsgefühl zu sorgen.
Intervallfasten: Methoden und Effekte
Intervallfasten ist eine Methode, bei der sich Essens- und Fastenphasen abwechseln. Es gibt verschiedene Varianten, die sich im Rhythmus zwischen den Essens- und Fastenphasen unterscheiden:
- Ganze Fastentage: An einem bis drei Tagen in der Woche wird gefastet (6:1-, 5:2- oder 4:3-Intervallfasten).
- 36:12-Rhythmus: Jeden zweiten Tag wird gefastet (36 Stunden Fasten, 12 Stunden Essen).
- 20:4-Rhythmus: Pro Tag steht ein Zeitfenster von vier Stunden zum Essen zur Verfügung.
- 16:8-Rhythmus: Jeden Tag wird 16 Stunden gefastet und acht Stunden gegessen.
- 14:10-Rhythmus: Täglich wird 14 Stunden gefastet und 10 Stunden gegessen.
Während der Fastenphasen sind Wasser und ungesüßte Tees erlaubt. In den Essensphasen sollte auf eine ausgewogene Ernährung geachtet werden.
Was ist beim Intervallfasten erlaubt?
Prinzipiell ist alles erlaubt, aber es sollte auf eine ausgewogene Ernährung mit vielen Vitaminen, Mineralstoffen und Ballaststoffen geachtet werden. Süßigkeiten sind prinzipiell erlaubt, aber nicht förderlich für die Gesundheit. Wasser und ungesüßte Kräutertees sind die besten Getränke. Kaffee ist in der Essensphase kein Problem, in der Fastenzeit ist schwarzer Kaffee möglich. Künstliche Süßstoffe sollten vermieden werden.
Effekte des Fastens
Der Körper reagiert mit vielerlei Maßnahmen auf den Nahrungsentzug. Die Zellerneuerung arbeitet auf Hochtouren, die Selbstheilungskräfte werden aktiviert, Stress wird reduziert und das seelische Wohlbefinden gesteigert. Durch die Autophagie werden geschädigte Zellmaterialien abgebaut und neue, gesunde Zellen gebildet. Das Gehirn setzt vermehrt das Glückshormon Serotonin frei, das Angst und Stress schwinden lässt.
Sport während des Fastens
Maßvolles Sporttreiben kann während des Fastens lohnen, da es einem drohenden Muskelabbau entgegenwirkt. Ausdauersportarten von leichter Intensität sind besser geeignet als hochintensives Training.
Studien zeigen, dass eine vorübergehend geringe Nahrungsaufnahme die Leistungsfähigkeit von Erwachsenen nicht schmälert. Die Kombination von Fasten und Sport trägt zur Erneuerung der Muskulatur bei.
Autophagie: Die Zellerneuerung
Autophagie bezeichnet den natürlichen Prozess der Zellerneuerung, -reinigung und -regeneration. Dabei werden beschädigte Zellstrukturen erkannt und in winzig kleine Bausteine zerlegt, die entweder wiederverwendet oder abgebaut werden.
Wann setzt die Autophagie ein?
Autophagie setzt ein, wenn der Insulinspiegel konstant niedrig bleibt. Als Reaktion darauf beginnt der Körper, auf alte Reserven zurückzugreifen. Der Abbau bzw. das Recycling schadhafter Zellstrukturen kann bereits nach 12 bis 16 Stunden einsetzen, wobei sich die Wissenschaft darüber noch nicht einig ist. Die volle Wirkung entfaltet sich erst nach einem konstanten Insulin-Low von ca. 48 bis 72 Stunden.
Autophagie und Fasten
Fasten geht mit einer starken Kalorienreduktion einher und wird allgemein als einer der sichersten Stimuli der Autophagie angesehen. Um die vollständige Wirkung der Zellerneuerung auszukosten, sollte die Fastenkur möglichst mindestens 3 Tage, also 72 Stunden, anhalten.
Nahrungsmittel für Autophagie
Bestimmte Getränke und Nahrungsmittel können eine begünstigende Wirkung auf die Autophagie haben. Besonders das biogene Polyamin Spermidin nimmt dabei einen zentralen Stellenwert ein. Es wird zwar in unserem Körper produziert, kann jedoch auch unterstützend über bestimmte Nahrungsmittel aufgenommen werden. Insbesondere Käse, Sojakeime, Pilze und Weizenkeime enthalten hohe Mengen des Polyamins. Ein weiterer Klassiker unter den Autophagie-Auslösern ist auch schwarzer Kaffee.
Fasten als Heilprinzip
Fasten ist mehr als nur Verzicht - es ist ein uraltes Heilprinzip, das Körper und Geist regeneriert. Es zwingt den Körper, Reserven zu mobilisieren, sich zu regenerieren, alte Zellen und Fehlprogramme abzubauen.
Was passiert beim Fasten im Körper?
Schon wenige Stunden nach der letzten Mahlzeit beginnt der Körper umzuschalten. Die Glukosespeicher in Leber und Muskeln reichen etwa für 12 bis 24 Stunden. Danach beginnt der Körper, alternative Energiequellen zu nutzen. Die Fettverbrennung wird aktiviert, die Leber produziert Ketonkörper, die das Gehirn mit Energie versorgen. Der Körper aktiviert die Autophagie, einen Prozess, bei dem Zellen sich selbst reinigen, defekte Bestandteile abbauen und sich quasi „verjüngen“. Fasten wirkt entzündungshemmend, senkt oxidativen Stress, reguliert Hormone wie Insulin und senkt die Blutfettwerte.
Fasten gegen Krankheit
Studien empfehlen Fasten nicht nur zur Prävention, sondern auch als Therapieunterstützung bei bestimmten Erkrankungen:
- Typ-2-Diabetes: Intermittierendes Fasten kann helfen, den Blutzuckerspiegel zu stabilisieren und die Insulinsensitivität zu verbessern.
- Bluthochdruck: Mehrtägiges Fasten kann den Blutdruck normalisieren.
- Chronisch-entzündliche Erkrankungen: Fasten kann entzündungsfördernde Zytokine senken.
- Adipositas, Metabolisches Syndrom, Fettleber, Müdigkeitssyndrom: Fasten hat sich als hilfreich erwiesen.
- Onkologie: Fasten scheint die Wirkung von Chemotherapie zu verstärken und gesunde Zellen zu schützen.
Wie lange sollte man fasten?
Für Einsteiger oder zur Prävention eignen sich regelmäßige, kürzere Fastenzeiten - wie das Intervallfasten oder 1-2 Fastentage pro Woche. Klassische Heilfastenprogramme dauern zwischen 5 und 10 Tagen, idealerweise unter Anleitung.
Wie integriere ich Fasten sinnvoll in mein Leben?
Die einfachste Form ist das Intervallfasten. Für Menschen, die mehr Entlastung suchen, empfiehlt sich ein 5- bis 7-tägiges Fasten ein- bis zweimal im Jahr.
Was esse ich nach dem Fasten?
Leichte Kost wie gekochtes Gemüse, Reis, gedünstete Äpfel, Kartoffeln oder Suppen sind ideal. Alkohol, Kaffee, Zucker und tierische Fette sollten noch eine Weile gemieden werden.
Effekte des Fastens
Viele Fastende berichten von einem klareren Kopf, einem besseren Schlaf, gesteigerter Kreativität, emotionaler Ausgeglichenheit und einem neuen Körpergefühl.
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