Hilfe! Ohne Kohlenhydrate werden wir alle sterben!! Das Gehirn braucht Zucker, Zucker, Zucker. Sonst heißt es Alaaaarm in den grauen Zellen!!! Der Stoffwechsel geht kaputt!
Nene, jetzt mal halblang. Keine Panik auf der Titanic. Unsere Spezies hätte nicht über hundert tausende von Jahren hinweg überlebt, wenn unser Körper so empfindlich wäre. In vielen Gebieten der Erde gab es wenig bis gar keine Kohlenhydrate. Außerdem gab es immer wieder längere Zeiten, in denen unsere Vorfahren ganz ohne Nahrung auskommen mussten.
Was im Stoffwechsel passiert, wenn er keine Kohlenhydrate erhält, ist ähnlich wie beim Fasten. Bei „Nahrungskarenz“ wie der Ernährungswissenschaftler sagt, passiert folgendes:
In mehreren Phasen stellt sich der Stoffwechsel um
Nach einer gemischten Mahlzeit aus Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten befindet sich der Stoffwechsel in der sogenannten „absorptiven Phase“, der Magen-Darm-Trakt verdaut und resorbiert die Nährstoffe der Mahlzeit. Die aufgenommenen Bestandteile des Essens werden entweder in den Körper eingebaut, gespeichert oder zu Energie verbrannt. Diese Phase ist „anabol“, das bedeutet nichts anderes als „körpereigene Strukturen aufbauend“. Je nachdem wie groß die Mahlzeit war und welche Zusammensetzung sie hatte, hält die absorptive Phase um die 3 Stunden an. Durch die Mahlzeit wurde Insulin ausgeschüttet weshalb das Verhältnis von Insulin zu seinem Gegenspieler Glukagon hoch ist. Man spricht von einer hohen Insulin/Glukagon-Ratio. Dieses Verhältnis fördert anabole Prozesse. Dazu gehört der Einbau von Aminosäuren in die Muskulatur, aber auch die Synthese von Glykogen zur Speicherung von Glukose in der Leber oder die sogenannte Lipogenese, die Speicherung von Fett als Energiequelle „für schlechte Zeiten“.
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Das Verhältnis von Insulin zu Glukagon ist entscheidend
Wenn alle Nährstoffe vollständig resorbiert wurden, tritt der Stoffwechsel in die sogenannte postabsorptive Phase ein, die Phase „nach (post) der Absorption“. Dann sinken allmählich der Blutglukosespiegel und der Insulinspiegel. Der Glukagonspiegel hingegen steigt und somit sinkt das Verhältnis von Insulin zu Glukagon. In der postabsorptiben Phase ist die Insulin/Glukagon-Ratio geringer als in der absorptiven Phase. Die hormonellen Veränderungen regen die Zellen der Leber, gennant Hepatocyten, zum Abbau des Glykogens an. Glykogen ist wie, bereits erwähnt, die Speicherform von Glukose. Beim Abbau des Glykogens, der sogenannten Glykogenolyse, wird wieder Glukose freigesetzt.
Bei der Gluconeogenese stellt der Körper Glukose aus Aminosäuren her
Während sich der Glykogenspeicher langsam leert, führt das geringere Verhältnis von Insulin zu Glukagon auch zur Gluconeogenese, bei der Glukose aus Aminosäuren neu aufgebaut wird. Zudem werden die Fettspeicherzellen, genannt Adipocyten, zur Zerkleinerung und Freisetzung von Fett angeregt, der Lipolyse. Der absinkende Blutzuckerspiegel führt zur Freisetzung von Adrenalin, was zusätzlich die Lipolyse in den Adipocyten fördert.
Fettsäuren versorgen das Muskelgewebe mit Energie
Wenn die Glukosespeicher in der Leber und der Muskulatur geleert sind, werden Fettsäuren der Hauptenergielieferant für die Muskeln. Nur einige wenige Gewebe benötigen zu diesem Zeitpunkt dennoch Glukose, darunter das Gehirn und die roten Blutkörperchen. Die benötigte Glukosemege wird nun durch die Gluconeogenese gedeckt, also durch den Aufbau von Glukose aus Aminosäuren.
Der Körper schont seine Proteinreserven
Anschließend an die postabsorptive Phase tritt etwa 24 Stunden nach der Mahlzeit die frühe Hungerphase ein. Wenn weiterhin keine Nahrung aufgenommen wird, begibt sich der Stoffwechsel etwa 5 Tage nach der letzten Nahrungsaufnahme in die adaptierte Hungerphase. In der frühen Hungerphase ist der Abbau körpereigener Proteinreserven zum Zweck der Gluconeogenese relativ hoch. Allein das Gehirn benötigt 110-130 g Glukose pro Tag. Ein andauernder Abbau des Körperproteins in dieser Geschwindigkeit würde rasch zum Tod des Fastenden führen. Deshalb sind proteinsparende Mechanismen für das Überleben während der Fastenperiode zwingend nötig.
Der ketogene Stoffwechsel war ein Überlebensvorteil in der Evolution
Damit der Abbau körpereigener Proteinreserven minimiert werden kann, beziehen alle Organe, die nicht zwingend Glukose benötigen, ihre Energie mehr und mehr aus Fettsäuren. Das Gehirn benötigt in einer „nicht ketogenen“ Stoffwechsellage Glukose. Bei langanhaltendem Kohlenhydratmangel durch Fasten oder bewussten Verzicht, kann es aber einen Großteil seines Energiebedarfs statt durch Glukose durch Ketonkörper decken. Ketonkörper werden in der Leber aus Fettsäuren synthetisiert. Das Gehirn lernt in einer Anpassungsphase allmählich diese Ketonkörper zu verwerten. Dadurch sinkt der Glukosebedarf ab und weniger körpereigenes Protein muss zur Gluconeogenese abgebaut werden. Ketonkörper schützen Protein.
In einer Adaptionsphase lernt der Körper die Fähigkeit zu Ketogenese und Ketolyse
Mit fortschreitender Anpassung an das Fasten steigt die Ketonkörperkonzentration durch die Ketogenese in der Leber immer weiter an. So gelangen Ketonkörper in den Blutkreislauf und an die Organe wie Gehirn oder Muskulatur. Diese erkennen den neuen Treibstoff und lernen die Ketonkörper zu Energie zu verwerten – über den Vorgang, der sich Ketolyse nennt. Der Körper befindet sich in der adaptierten Hungerphase in einer ketogenen Stoffwechsellage und in Ketose. Bei Erwachsenen stellt sich Ketose nach einigen Tagen Fasten ein, bei Kindern innerhalb weniger Stunden.
Fasten und Ernährung ohne Kohlenhydrate haben sehr ähnliche Effekte
Dies passiert also beim Fasten. Beim Verzicht auf Kohlenhydrate sieht der Vorgang im Stoffwechsel fast genauso aus. Die Adaption geht nur ein wenig langsamer, da noch Protein und Fett zur Verwertung zur Verfügung steht. Die „ketogene Diät“ heißt deshalb so, weil bei ihr Ketonkörper produziert werden. Aber wer ist eigentlich darauf gekommen, dass diese ketogene Ernährung ähnliche Effekte hat, wie das Fasten? Das kannst du im Artikel „Wer hat die ketogene Diät erfunden?“ nachlesen.
Dies ist der Beginn einer langen Reihe über Ketogene Ernährung. Ein bisschen Grundlagenwissen zum Start. Aber wofür – und für wen – ist eine kohlenhydratarme Ketogene Diät denn gut? Ist Low Carb und erst recht eine Ketogene Diät überhaupt dauerhaft durchführbar? Hat das Vorteile? Oder eher Nachteile? Wie verträgt sich Kohlenhydratreduktion mit Sport? Das sind alles Fragen, die in dieser langen Reihe über Ketogene Diät beantwortet werden. Die richtig spannenden Sachen kommen also erst noch! Dranbleiben lohnt sich!
Quellen:
Bonnefont JP, Specola NB, Vassault A, Lombes A, Ogier H, de Klerk, J B, Munnich A, Coude M, Paturneau-Jouas M, Saudubray JM. 1990. The FastingTest in Paediatrics Application to the Diagnosis of Pathological Hypo- and Hyperketotic States. Eur J Pediatr, 150(2): 80–85.
Cahill GF. 1976. Starvation in Man. Clin Endocrinol Metab, 5(2): 397–415.
Cahill GF. 2006. Fuel Metabolism in Starvation. Annu Rev Nutr, 26: 1–22.
Cahill GF, Herrera MG, Morgan AP, Soeldner JS, Steinke J, Levy PL, Reichard GA, Kipnis DM. 1966. Hormone-Fuel Interrelationships During Fasting. J Clin Invest, 45(11): 1751–1769.
Frayn KN. 2010. Metabolic Regulation. Dritte Aufl. Oxford: Wiley-Blackwell, 240-246.
Owen OE, Morgan AP, Kemp HG, Sullivan JM, Herrera MG, Cahill GF. 1967. Brain Metabolism during Fasting. J Clin Invest, 46(10): 1589–1595.
Owen OE, Felig P, Morgan AP, Wahren J, Cahill GF. 1969. Liver and Kidney Metabolism during Prolonged Starvation. J Clin Invest, 48(3): 574–583.
Stipanuk MH, Caudill MA. 2013. Biochemical Physiological and Molecular Aspects of Human Nutrition. Dritte Aufl. Philadelphia: Elsevier Saunders, 379-381.
Bild: Yevhen Vitte/shutterstock.com
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Juhu, danke! Genau der Artikel den ich mir als nächstes erhofft hatte
Danke 🙂
Wie gelange ich denn auf schnellstem Weg in eine Ketose?
Dich mit einer Ausdauereinheit richtig auspowern. Ab dann pro Tag weniger als 30g Kohlenhydrate essen. Pro kg Körpergewicht 0,8-1,2g Protein essen, je nach Aktivität. Gesamtkalorienverbrauch berechnen und die fehlenden Kalorien durch gute Fettquellen auffüllen.
Super geschrieben! Freue mich auf das nächste Teil.
L.G.
Danke 🙂
Moinsen, ich bin der Basti…..ich bin einfach neugierig und interessiert….nun, wenn ich das mal kurz zusammenfasse, so ist die Ketose strenggenommen eigentlich ein Notfallplan für schlechte Zeiten…also nicht das normale Programm, mir fehlt bei allem Enthusiasmus eben eine Art Langzeitstudie, welche möglichen Folgen kann dieser Zustand auf den Körper haben bei längerem Anhalten. ICh denke für eine kontrllierte Gewichtsreduktion über einen Zeitraum X mag das sicherlich ok sein. Der Menschen ist meines erachtens ein Alles-Fresser, was bedeutet, er braucht auch alle möglichen Nährstoffbestandteile,
Veganer leiden ja zum Beispiel unter Vitamin B12-Mangel bzw. Folgemangelerscheinungen….und wessen Nahrung natürlich nur aus Fett, Kohlenhydraten, Zucker und meinetwegen Alkohol besteht (Fastfood, Sußes und Alkohol) ohne ausreichende Zufuhr von Vitaminen etc. wird auch irgendwann die Folgen zu spühren bekommen.
Hallo Basti,
was hier beschrieben wird, ist lediglich der ganz kleine Anfang von einem großen Themenkomplex. Wie eine Ketogene Diät richtig funktioniert, wie umsetzbar sie ist, auf was man achten muss und ob sie sich langfristig eignet, dort sind wir noch lange nicht angelangt. Um diese Themen dann zu verstehen braucht es erstmal ein wenig Geundlagenwissen 😉
LG, Marina
…also ich finde die Literaturangabe mal so generell ja wirklich gut…vor allem weil es sich (wahrscheinlich) um peer-reviewed Magazinene handelt. (Ich komme aus einem ganz anderen wissenschaftlichen Bereich, daher kenn ich diese jetzt nicht im einzelnen) Allerdings, sind die Artikel doch oftmals aus den 60er und 70er Jahren nur 2 oder 3 scheinen wirklich aktuell zu sein (also aus nicht älter als 10 Jahre). Da wird sich doch was getan haben. Mir hätte das mein Prof oder die reviewer deswegen um die Ohren gehauen…;)
Hallo Basti,
dieser Artikel ist in meiner Arbeit lediglich die Einführung in einen neuen Themenkomplex mit Wiederholung der Basics. Du kannst diese Reaktionen auf Nahrungskarenz in jedem Buch der menschlichen Biochemie oder Physiologie nachlesen. Das ist ein in der Fachwelt anerkannter Anpassungsprozess, den jeder Ernährungswissenschaftler kennt. Daher stehen in den Quellen neben den gängigen Lehrbüchern (Stipanuk, Frayn) die Originalarbeiten, in denen diese Vorgänge zum ersten Mal beschrieben wurden. Stay tuned for more 😉
LG, Marina
Hi Marina,
Ich finde den Artikel wirklich klasse geschrieben. Da ich mich nun seit fast 2 Monaten sehr intensiv mit der sog. LOW-Carb Ernährung beschäftige, hat dieser Artikel ein sehr gutes Stück zum Verständnis der biologischen Abläufe beigetragen, vielen Dank dafür!
Eine Frage an dich hätte ich dennoch: In welchem Bereich dürfen sich denn die täglich zugeführten KH bewegen, wenn man jetzt nicht von 30g KH/Tag sondern etwas mehr ausgeht um den Stoffwechseleffkt noch zu erreichen. Ich habe jetzt mit einem täglichen Maximum von 90g KH in relativ kurzer Zeit 11kg abgenommen (in Kombination mit sportlicher Betätigung und Krafttraining und einem Maximum an 1600kcal pro Tag). Dies mache ich jetzt seit ca 6 Wochen und fühle mich großartig (auch wenn ich noch einen laaangen Weg vor mir habe bis zum Ziel).
Liebe Grüße,
Gernot
Hey Marina, super Artikel. Habe heute mein Wissen erweitern können! Liebe Grüße Thomas
Liebe Marina,
mich würde interessieren, wie es in der Ketose mit Whey-Protein aussieht – das soll ja bekanntlich eine sehr starke Insulin-Reaktion stimulieren, vor allem wenn es quasi pur mit Wasser nach einem Workout o.ä. eingenommen wird. Haut es einen dann automatisch aus dem Anpassungsprozess?
Also ist es nun, abgesehen von der Milchprodukte-sind-generell-nicht-so-optimal-Überlegung, für eine ketogene Ernährung gänzlich ungeeignet, oder kommt es dabei vor allem darauf an, wie und womit ich es einnehme?
Ich hätte da so an Protein-Smoothies oder Muffins, Pancakes… etc. für unterwegs gedacht.
Liebe Grüße,
Nati
Hallo Nati,
rein mit Wasser würde ich es im Rahmen einer ketogenen Diät nicht empfehlen. Im Gemisch mit Fett schon eher. Generell sollte man unter ketogener Diät bei keiner Mahlzeit Protein pur einnehmen.
Für Smoothies (mit z.B. MCT-Öl) oder in Muffins sollte es ok sein. Schau, dass das Verhältnis von Fett zu Kohlenhydraten + Proteinen (alles in Gramm) in diesen Lebensmitteln etwa 1,2:1 beträgt. Dann dürfte es dich nicht aus der Ketose werfen.
Liebe Grüße
Marina
Das Prinzip, dass der Mensch eigentlich auch ohne Kohlenhydrate, oder weitestgehend ohne sie auskommt, ist für manche unvorstellbar. Daher stecken sie immer wieder Lebensmittel in sich hinein, die nicht nur unnötig sind, sondern ihnen ebenso schaden. Der ganze Ablauf ist aber den wenigsten bekannt. Daher finde ich diesen Artikel sehr gut geschrieben, weil er erläutert, worauf es bei diesem Austausch ankommt, was der Körper mit den einzelnen Komponenten anstellt und wie er sie weiterverarbeitet.
In der Welt gibt es eigentlich noch viel zu wenig Aufklärung diesbezüglich. Da besteht noch Nachholbedarf. Der Fortschritt geschieht dennoch nur langsam. Während in Amerika früher Burger und Pommes das Non-Plus-Ultra waren, gibt es auch dort schon die ersten Schritte in Richtung richtiger Ernährung. Aber der Fortschritt kommt noch immer viel zu langsam.
Alleine die Zustände an vielen Schulen und warum sich sogar Eltern gegen die gesunde Ernährung ihrer Kinder entscheiden, die dort das Schulessen zu sich nehmen, ist mir unbegreiflich. Und vor allem das Vorgehen der Organisation, die schlechtes Essen lieber nimmt als gesundes, weil es eben ‚einfach ist‘. Aber wie auch immer – Jeder Schritt in die richtige Richtung hilft und was kommt als erstes? Richtig! – Aufklärung! Daher finde ich solche Artikel wie diese hier sehr wichtig.
Ich habe mich nun schon einige Zeit ketogen ernährt.
Mein Haupterfolg, ich brauche keine Diabetes Medikamente mehr.
Nebenerfolg: -16kg
Der Artikel bestärkt mich darin weiter zu machen.
Hat jemand schon mal darüber nachgedacht, dass eine solche Diät den Grundumsatz senkt!
Das ist nämlich das Problem mit allen Diäten und der Grund das sie nahezu sinnlos sind, besser gesagt sogar kontraproduktiv, da man immer weniger essen kann um sein Gewicht zu halten!!!
Sport (3-4x pro Woche) und ausgewogene Ernährung ist die einzige Möglichkeit abzunehmen.
Hallo Mark,
das ist eine viel zitierte Urban Legend und so nicht richtig. Es gibt einige Umstände, durch die der Grundumsatz temporär gesenkt werden kann: Zu wenig Kalorien (1200 oder weniger), ein Mangel an essentiellen Nährstoffen (Vitamine, Spurenelemente, spezielle Fett- und Aminosäuren) und hormonelle Imbalancen. Es gibt auch die Möglichkeit, dass der Stoffwechsel / Grundumsatz langfristig absinkt – und zwar bei Verlust von Muskelmasse. Unsere Muskelmasse ist maßgeblich für den Energiebedarf des Körpers verantwortlich. Bei einer ketogenen Ernährung wird die Muskulatur sogar besonders geschont, da die Ketose ein proteinsparender Mechanismus ist. Insgesamt ist die ketogene Ernährung eine sehr gute Möglichkeit effektiv und dauerhaft Gewicht zu verlieren. Zu Beginn ist kein Sport notwendig, insbesondere bei starkem Übergewicht sollte der Anfang über die Ernährung gemacht werden. Später ist es hilfreich und gesund sich sportlich zu betätigen. Sport ist dabei aber weniger ein Mittel um rein Kalorien zu verbrennen und besser abzunehmen, sondern eher ein Werkzeug für besseres Wohlbefinden, erhöhte Gesundheit und hormonelle Vorteile.