Warum eine eiweißreiche Ernährung Übergewicht vorbeugen kann

Ein Wissenschaftlerteam des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung (DIfE) um Susanne Klaus ist diesen Fragen nachgegangen. Wie das Team nun am Mausmodell zeigt, führt eine hohe Aufnahme von Eiweiß oder Eiweißbausteinen zu einer erhöhten Wasseraufnahme. Diese ist mit einer geringeren Nahrungsaufnahme verbunden und trägt so dazu bei, Übergewicht vorzubeugen. Zudem wirkt eine eiweißreiche Kost der Fettneubildung in der Leber entgegen. (Amino Acids; Freudenberg et al., 2012; DOI 10.1007/s00726-012-1363-2) (1)

Die Anzahl der Menschen mit Übergewicht nimmt weltweit zu und damit verbunden auch die Anzahl der Personen, die unter den negativen Folgen des Übergewichts leiden. Daher arbeiten Wissenschaftler und Mediziner daran, effektive Behandlungsmethoden und Ernährungsstrategien zu entwickeln, die dazu beitragen, diesen negativen Trend zu stoppen. Einige Wissenschaftler setzen dabei auf eine eiweißreiche Kost. In der Tat weisen zahlreiche Untersuchungen darauf hin, dass eine Erhöhung des Eiweißanteils in der Nahrung oder eine erhöhte Aufnahme bestimmter Eiweißbausteine besonders bei der heute üblichen, fettreichen Ernährung (2) helfen können, Übergewicht und einer Leberverfettung vorzubeugen. Welche Mechanismen diesen Effekten zugrunde liegen, ist jedoch noch weitgehend unerforscht.

Das Wissenschaftlerteam um Susanne Klaus, Leiterin der DIfE-Arbeitsgruppe „Physiologie des Energiestoffwechsels“, untersuchte daher die Wirkung von vier fettreichen Futtermischungen auf den Körperfettgehalt und den Fettstoffwechsel von Mäusen. Die Futtermischungen waren entweder mit Eiweiß aus Molke, mit dem Eiweißbaustein Leucin oder mit dem Eiweißbaustein Alanin angereichert. Als Kontrolle verwendeten die Forscher ein fettreiches Futter mit einem normalen Eiweißanteil (3).

Während des gesamten Versuchszeitraums von sieben Tagen registrierten die Forscher die Wasser- und Nahrungsaufnahme der Tiere. Zudem bestimmten sie die Änderungen des Körperfettgehaltes mittels Kernresonanzspektroskopie (NMR) und maßen Veränderungen im Fettstoffwechsel.

Die Tiere, die das eiweißreiche Futter erhielten, tranken mehr, fraßen weniger und nahmen im Vergleich zu den Tieren, die ein Futter mit normalem Eiweißgehalt bekamen, trotz der sehr fettreichen Ernährung nicht zu. Ebenso wiesen sie deutlich niedrigere Cholesterin- und Leberfettwerte auf. Zudem war die Fettneubildung in der Leber gebremst. Bei den Tieren, die mit dem Eiweißbaustein Leucin bzw. Alanin angereichertes Futter erhielten, waren diese günstigen Effekte nicht so stark ausgeprägt. Bei allen Tieren bestand jedoch ein enger Zusammenhang zwischen der Körperfettzunahme, den Leberfettwerten (Triglycerid-Werten) und der Gesamtenergieaufnahme.

„Bereits fünf Stunden nach der Umstellung auf das eiweißreiche Futter tranken die Tiere umso mehr und fraßen umso weniger, je mehr Aminostickstoff (4) sie über die Eiweiße bzw. Eiweißbausteine im Futter aufnahmen“, erklärt Klaus-Jürgen Petzke, Co-Autor der Studie. Die Forscher vermuten daher, dass die erhöhte Wasseraufnahme ursächlich für die sättigende Wirkung des eiweißreichen Futters ist und durch die hohe Stickstoffaufnahme ausgelöst wird. Denn der Stickstoff muss mit dem Urin ausgeschieden werden, um eine Vergiftung des Körpers mit Ammoniak zu vermeiden. Ferner beobachteten die Wissenschaftler, dass sich die beiden Eiweißbausteine Leucin und Alanin nicht in ihrer Wirkung unterschieden. Dieses spricht nach Angaben der Forscher dafür, dass die sättigende Wirkung einer eiweißreichen Kost nicht auf eine bestimmte Art Eiweißbaustein zurückzuführen ist, sondern generell auf die erhöhte Stickstoffzufuhr. Hinweise auf einen eiweißbedingten höheren Energiebedarf des Stoffwechsels fanden die Wissenschaftler nicht.

„Unsere Ergebnisse tragen dazu bei, die Wirkung von Eiweißen und Eiweißbausteinen auf den lebenden Organismus besser zu verstehen. Eine wichtige Voraussetzung, um neue Methoden zu entwickeln, die Übergewicht und ernährungsbedingten Stoffwechselerkrankungen vorbeugen“, sagt Studienleiterin Susanne Klaus. Weitere Langzeitstudien seien aber nötig, um die Ergebnisse zu ergänzen und zu bestätigen.

Hintergrundinformationen:
(1) Originalpublikation: Freudenberg A, Petzke KJ, Klaus S: Dietary L-leucine and L-alanine supplementation have similar acute effects in the prevention of high-fat diet-induced obesity. Amino Acids. 2012

(2) Die durchschnittliche Fettzufuhr liegt laut Nationaler Verzehrsstudie II bei Frauen bei 35 Prozent und bei Männern bei 36 Prozent der Gesamtenergiezufuhr.

(3) Die Forscher untersuchten vier verschiedene fettreiche Futtermischungen, die alle denselben hohen Fettanteil aufwiesen:

Futtermischung 1: Futter mit einem Fettanteil von 43,1 Prozent, einem Eiweißanteil von 8,9 Prozent und einem Kohlenhydratanteil von 48,0 Prozent (Kontrolldiät)

Futtermischung 2: Futter mit einem Fettanteil von 43,4 Prozent, einem Eiweißanteil von 44,8 Prozent und einem Kohlenhydratanteil von 11,9 Prozent

Futtermischung 3: Futter mit einem Fettanteil von 43,1 Prozent, einem Eiweißanteil von 14,2 Prozent (wobei das Molkeeiweiß mit dem Eiweißbaustein Leucin ergänzt wurde, dabei entsprach der Leucingehalt des Futters dem Leucingehalt der Futtermischung 2) und einem Kohlenhydratanteil von 42,6 Prozent

Futtermischung 4: Futter mit einem Fettanteil von 43,1 Prozent, einem Eiweißanteil von 12,9 Prozent (wobei das Molkeeiweiß mit dem Eiweißbaustein Alanin equimolar zum Leucingehalt der Futtermischung 3 ergänzt wurde) und einem Kohlenhydratanteil von 44,0 Prozent

(Die Werte beziehen sich auf den prozentualen Anteil zur Energiezufuhr.)

Warum die Eiweißbausteine Leucin und Alanin untersucht wurden:
Verschiedene Studien weisen darauf hin, dass eine Supplementierung mit Leucin, ähnlich wie eine eiweißreiche Ernährung, günstige Effekte auf das Körpergewicht und den Muskelaufbau hat. Zudem nehmen Sportler Leucin oft in Form von Nahrungsergänzungsmitteln ein, um den Muskelaufbau zu fördern. Da die Wissenschaftler des DIfE die Spezifität der Leucinwirkung hinsichtlich der Vermeidung von Übergewicht überprüfen wollten, untersuchten sie auch die Effekte einer Alanin-Supplementierung. Die Forscher wählten Alanin als Kontrolle, da der Alaningehalt im Blut durchschnittlich sehr hoch und weitgehend unabhängig von der Aufnahme von Nahrungseiweiß ist.

(4) Aminostickstoff: Sämtliche Eiweißmoleküle sind aus Eiweißbausteinen (Aminosäuren) aufgebaut. Jede Aminosäure verfügt mindestens über eine stickstoffhaltige Aminogruppe (R-NH2), den so genannten Aminostickstoff. In der Regel wird beim Abbau der Aminosäuren die Aminogruppe abgespalten und – damit kein giftiger Ammoniak im Körper freigesetzt wird – in der Leber in ungiftigen Harnstoff überführt. Dieser kann dann mit dem Urin über die Niere ausgeschieden werden.

Das DIfE ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es erforscht die Ursachen ernährungsbedingter Erkrankungen, um neue Strategien für Prävention, Therapie und Ernährungsempfehlungen zu entwickeln. Forschungsschwerpunkte sind dabei Adipositas (Fettsucht), Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Näheres unter http://www.dife.de. Das DIfE ist zudem ein Partner des 2009 vom BMBF geförderten DZD. Näheres unter http://www.dzd-ev.de.

Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 86 selbständige Forschungseinrichtungen. Deren Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute bearbeiten gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevante Fragestellungen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Sie unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer in Richtung Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Institute pflegen intensive Kooperationen mit den Hochschulen – u.a. in Form der Wissenschaftscampi –, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem maßstabsetzenden transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 16.500 Personen, darunter 7.700 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei 1,4 Milliarden Euro. Näheres unter http://www.leibniz-gemeinschaft.de.

Kontakt:

Prof. Dr. Susanne Klaus
Arbeitsgruppe Physiologie des Energiestoffwechsels
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal/ Deutschland
Tel.: +49 (0)33200/ 88–2326
E-Mail: klaus@dife.de
Dr. Gisela Olias
Leiterin Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal/Deutschland
Tel.: +49 (0)33200 88–2278; –2335
E-Mail: olias@dife.de
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