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Neue Studie: Ketogene Ernährung stellt Sauerstoffverbrauch-Trainingseffekt bei hohem Blutzucker in Mäusen wieder her

Laborratte auf einem Mini-Laufband zur medizinischen Forschung mit Glaskolben im Hintergrund.

Eine neue Studie zeigt: Eine ketogene Ernährung kann bei Mäusen einen wichtigen Trainingseffekt zurückbringen, den hoher Blutzucker zuvor blockiert hatte – dadurch kann Bewegung den Sauerstoffverbrauch wieder steigern.

Damit wird das Thema Trainingsresistenz neu eingeordnet: Ob Ausdauertraining seine volle Wirkung entfaltet, könnte wesentlich davon abhängen, wie gut der Stoffwechsel geregelt ist.

Wo die Vorteile ins Stocken geraten

Bei Mäusen mit hohem Blutzucker führte Ausdauertraining laut der Arbeit nicht mehr zu dem sonst typischen Anstieg der Sauerstoffaufnahme.

Um dieser Blockade nachzugehen, zeigte Sarah J. Lessard vom Fralin Biomedical Research Institute der Virginia Tech, dass eine ketogene Ernährung den Blutzucker der Tiere innerhalb von einer Woche wieder in den Normalbereich brachte.

Sobald die Glukosewerte sanken, entwickelten die Muskeln erneut jene ausdauerbezogenen Merkmale, die das regelmässige Training zuvor nicht hatte auslösen können.

Das Ergebnis macht eine Grenze dessen sichtbar, was Training allein leisten kann, und wirft die grundlegendere Frage auf, weshalb der Stoffwechsel darüber entscheidet, ob Training wie vorgesehen „greift“.

Die Bedeutung des Sauerstoffverbrauchs

In der Trainingswissenschaft steht VO2peak – also die höchste Rate der Sauerstoffaufnahme – dafür, wie gut der Körper intensive Belastung über längere Zeit aufrechterhalten kann.

In Studien am Menschen ist eine höhere kardiorespiratorische Fitness durchgängig mit geringeren Risiken für vorzeitigen Tod und chronische Erkrankungen verbunden.

Für Menschen mit Diabetes zeigt eine Übersichtsarbeit, dass eine geringere aerobe Kapazität ebenfalls mit mehr Herz-Kreislauf-Problemen und schlechterer körperlicher Funktion einhergeht.

Das hilft zu erklären, weshalb hoher Blutzucker den Nutzen von Workouts unbemerkt abschwächen kann – selbst dann, wenn jemand regelmässig trainiert.

Fett wird zum Treibstoff

Sinkt die Kohlenhydratzufuhr sehr stark, setzt Ketose ein: Der Körper deckt seinen Energiebedarf dann überwiegend über Fett.

Bei den Mäusen bedeutete das eine stärkere Fettverbrennung in Ruhe und unter Belastung, während Nutzung und Speicherung von Glukose zurückgingen.

Da Fett für die Energiebereitstellung mehr Sauerstoff benötigt als Kohlenhydrate, stieg der Sauerstoffverbrauch schon an, bevor sich die Fitness messbar verbesserte.

Wichtig ist dieser Punkt, weil ein höherer Sauerstoffverbrauch für sich genommen nicht heisst, dass die Ernährung automatisch die Leistungsfähigkeit steigert.

Muskeln passen sich an die ketogene Ernährung an

Im Muskelgewebe senkte die ketogene Ernährung Proteine, die Glukose in Zellen einschleusen, und erhöhte zugleich Proteine, die den Transport von Fettsäuren unterstützen.

Parallel dazu wurden die Mitochondrien – die Strukturen, die aus Treibstoff nutzbare Energie erzeugen – grösser und zahlreicher.

Diese Anpassungen erklären, warum die Tiere stärker auf Fett setzten und für Ausdauerarbeit besser vorbereitet wirkten.

Am meisten zählte diese Umstellung jedoch dann, wenn Training das Signal lieferte, das dem Muskel vorgibt, was als Nächstes aufgebaut werden soll.

Gefässe wachsen wieder nach

Während des Trainings nahm bei ketogen ernährten Mäusen die Anzahl der Kapillaren – der kleinsten Blutgefässe im Muskel – zu; mit Standardfutter änderte sie sich dagegen kaum.

Mehr Kapillaren schaffen zusätzliche Wege, über die Sauerstoff im Muskel ankommt, was die aerobe Kapazität erhöht, wenn die Belastung steigt.

„Mit der Zeit führte die Ernährung zu einem Umbau der Muskeln der Mäuse: Sie wurden oxidativer und reagierten besser auf aerobe Bewegung“, sagte Lessard.

Diese Kombination stellte jene Muskelveränderungen wieder her, die hoher Blutzucker verhindert hatte, und verknüpft bessere Glukosekontrolle mit besserer Sauerstoffversorgung.

Die Leistung stieg nicht

Trotz der verbesserten Sauerstoffnutzung hielten ketogen ernährte Mäuse in maximalen Laufbandtests nicht länger durch als Tiere mit Standardfutter.

„Ihre Körper nutzten Sauerstoff effizienter, was ein Zeichen für eine höhere aerobe Kapazität ist“, sagte Lessard.

Ein plausibler Grund war der niedrige Glykogenspeicher – gespeicherte Kohlenhydrate in Muskel und Leber –, der auf die Hälfte des Standardfutter-Niveaus sank.

Als Forschende nach langfristiger ketogener Ernährung für eine Woche wieder Kohlenhydrate zuführten, verbesserte sich die Laufbandleistung, obwohl die Ketone sanken.

Normaler Blutzucker verhält sich anders

Bei Mäusen, deren Blutzucker von Beginn an normal war, verstärkte die ketogene Ernährung die Trainingsantwort nicht in gleicher Weise.

Bei inaktiven Tieren zeigte sich zwar ein gewisser Anstieg der aeroben Kapazität, doch trainierte Tiere erhielten durch Keto keinen zusätzlichen Trainingsvorteil.

Dieser Unterschied spricht dafür, dass bei den Mäusen mit hohem Blutzucker vor allem die Blutzuckersenkung wirkte – nicht allein die Fettverbrennung.

Gleichzeitig ist es ein Hinweis darauf, dass eine Ernährungsform, die in einem Stoffwechselzustand hilft, nicht automatisch in jedem Zustand gleich nützlich ist.

Was Menschen beachten müssen

Da es sich um ein Experiment mit männlichen Mäusen mit induziertem Diabetes handelt, sollte niemand das Ergebnis als fertigen Plan für Menschen verstehen.

Ausserhalb von Erkrankungen argumentieren Fachleute der Sporternährung, dass ketogene Ernährungsweisen für die sportliche Leistung meist neutral oder sogar nachteilig sind.

„Unsere früheren Studien haben gezeigt, dass jede Strategie, auf die Sie sich gemeinsam mit Ihrem Arzt oder Ihrer Ärztin zur Senkung des Blutzuckers geeinigt haben, funktionieren könnte“, sagte Lessard.

Damit bleibt Platz für eine leitliniengestützte mediterrane Ernährung – doch ein konkretes Vorgehen braucht weiterhin medizinische Begleitung.

Nächste Studienphase

Nun müssen Studien am Menschen prüfen, ob eine Senkung des Blutzuckers vor und während eines Trainings tatsächlich diesen verlorenen Trainingseffekt bei realen Personen wiederherstellt.

Ausserdem gilt es, zwei mögliche Treiber auseinanderzuhalten: den niedrigeren Glukosespiegel selbst und die höheren Ketonwerte während der Belastung.

Frühere Evidenz am Menschen deutet darauf hin, dass das Problem klinisch plausibel ist und nicht nur eine Besonderheit von Mäusen darstellt.

Dadurch ist das Ergebnis mehr als eine Kuriosität: Es liefert einen Mechanismus, der sich in klinischen Studien gezielt testen lässt.

Was sich dadurch ändert

Bewegung bleibt wertvoll, doch diese Arbeit legt nahe, dass Muskeln am besten reagieren, wenn Trainingsreiz und Stoffwechsellage nicht gegeneinander arbeiten.

Für Menschen mit chronisch hohem Blutzucker lautet die nächste praktische Frage, welche Ernährung dafür sorgt, dass Training wieder wie beabsichtigt wirkt.

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