Informationskreis Mundhygiene und Ernährungsverhalten

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Stoffwechselantwort auf kleine und große Mahlzeiten mit C-13-markierten Teigwaren nach einer Ruhephase oder nach körperlicher Aktivität

Gesunde, junge Männer reagieren auf die einmalige Verabreichung von Kohlenhydraten in Form von Stärke (Teigwaren) nach körperlicher Belastung von unterschiedlicher Intensität und Dauer mit Glycogeneinlagerung und vermehrter Energieabgabe; die Lipogenese bleibt auch bei hoher Kohlenhydratgabe gering.

In der Adipositasforschung wird die Frage nach dem Beitrag der Haupt-Energielieferanten Fett und Kohlenhydrate zur Fettoxidation und dem Abbau von Körperfett bzw. zur Einlagerung von Depotfett vermehrt diskutiert. Verschiedene Arbeitsgruppen zeigen übereinstimmend eine enge Korrelation zwischen Nahrungsfett und Körperfett/-Körpermasse, nicht jedoch zwischen Nahrungskohlenhydraten und Körperfett. Eine merkliche de novo Lipogenese wird nur bei massiver Langzeit-Kohlenhydrat-??berernährung beobachtet, wobei der Einfluss körperlicher Aktivität auf die Verstoffwechselung der Nahrungskohlenhydrate bisher wenig Beachtung fand.

Ziel der vorliegenden Studie ist es, unter kontrollierten Bedingungen die Stoffwechseleffekte von Nahrungskohlenhydraten bei unterschiedlicher körperlicher Aktivität zu ermitteln. Testpersonen sind gesunde junge Männer (24-27 Jahre) mit vorwiegend sitzender Beschäftigung, Körpergewicht und Nüchternblutglucose im Normbereich (BMI ca. 23 kg/qm; ca. 4,2 mmol Glucose/l), durchschnittlichem maximalem Sauerstoffverbrauch (VO2 max.: 47-51 ml/kg/Min.), Nichtraucher, kein Alkoholabusus, keine Dauermedikation, Gewichtskonstanz während der letzten 12 Monate (+/-2 kg). Alle Testpersonen halten in den beiden Tagen vor dem Experiment körperliche Ruhe ein; am Testtag erfolgt nach einem standardisierten Frühstück (13, 45 und 42 Energie% Protein, Kohlenhydrate bzw. Fett) die randomisierte Aufteilung in 3 Gruppen zu jeweils 6 Personen. Gruppe 1: Ruhe während des gesamten Vormittags; Gruppe 2: 8.00-11.00 Training auf dem Fahrradergometer bei 37,1% VO2 max.; Gruppe 3: 8.00-9.30 Ruhe, 9.30-11.00 Training auf dem Fahrradergometer bei 57,3% VO2 max. Der Gesamtenergieverbrauch der Gruppen 2 und 3 ist identisch. Ab 11.00 wird eine Mahlzeit verabreicht, bestehend aus 150 bzw. 400g in Wasser gekochten Teigwaren mit einer Sauce aus Tomaten und Zwiebeln, gewürzt mit Salz und Pfeffer (Energiegehalt: 2.500 bzw. 6.700 kJ; Nährstoffrelation in Energie%: 83 Kohlenhydrate, 16 Protein, 1 Fett). Der Test wird nach 14 Tagen mit getauschten Portionsgrößen wiederholt. Die Stärke bzw. die Glucose-Einheiten in den Teigwaren sind homogen mit C-13-markiert. Gemessen/berechnet werden Energieverbrauch, endogene und exogene Protein-, Glucose- und Fettoxidation, Gasaustausch, de novo Lipogenese, Glycogen-, Gesamtkohlenhydrat- und Fettbilanz sowie Plasmaglucose und -insulin über 12h (Test- und anschließende Beobachtungsperiode; 800-2000).

Fettoxidation und de novo Lipogenese:

Die Fettoxidation und damit die negative Fettbilanz ist erwartungsgemäß nach körperlicher Belastung (Gruppen 2 und 3) signifikant höher als nach Ruhe (Gruppe 1); Dauer und Intensität der Belastung und die Größe der verabreichten Kohlenhydratmahlzeit beeinflussen die Fettoxidation nicht. In der Ruhegruppe ist die Fettbilanz nach der kleinen Mahlzeit stärker negativ als nach der großen. Eine merkliche Lipogenese findet nach der kleinen Mahlzeit in keiner der 3 Gruppen statt; nach der großen Mahlzeit, die den Energieverbrauch der nachfolgenden 8h (3728-4591 kJ) weit übersteigt, ist nur in Gruppe 1 eine geringfügige Umwandlung von Nahrungsglucose in Fett zu beobachten (Ø 4%), mit erheblicher interindividueller Schwankung (max. 12%). Die Ergebnisse bestätigen die Hypothese, nach der Kohlenhydrate aus der Nahrung nur in geringem Umfang in Fett umgewandelt und in Depotfett eingelagert werden. Die endogene Fettoxidation wird durch körperliche Aktivität stimuliert; bei gleichem Gesamtenergieverbrauch haben Intensität und Dauer der Belastung keinen Einfluss auf das Ausmaß des Fettabbaus.

Glucoseoxidation und Glycogensynthese:

Die Oxidation der exogenen Glucose liegt in Gruppe 1 am höchsten, nach der kleinen Mahlzeit ebenso wie nach der großen. In den Gruppen 2 und 3 wird Glucose vermehrt in die Glycogenspeicher eingelagert. Die endogene (Glycogenabbau) und die Gesamt-Glucoseoxidation sind nach der kleinen Mahlzeit in allen 3 Gruppen nahezu identisch; nach der großen Mahlzeit sinkt die endogene Glucoseoxidation mit der Intensität der körperlichen Aktivität vor der Mahlzeit, in Gruppe 3 auf nahezu Null; die Glycogensynthese steigt an. Auch diese Ergebnisse sind in Übereinstimmung mit Untersuchungen anderer Autoren. Als Mechanismus wird die Hemmung der Glycogen-Phosphorylase und damit der endogenen Glucoseoxidation diskutiert als Folge der intensivierten endogenen Fettoxidation.

Plasma-Glucose und Plasma-Insulin:

Nach der Mahlzeit steigen Plasma-Glucose und -Insulin in allen Gruppen signifikant an mit Höchstwerten nach 1h und der Rückkehr zum Ausgangswert nach ca. 3h. In Gruppe 1 beeinflusst die Mahlzeitengröße die Höchstwerte nicht, nach Belastung (Gruppen 2 und 3) steigt der Glucosespiegel im Plasma nach der großen Mahlzeit signifikant höher an als nach der kleinen, beim Insulinspiegel zeigt sich der Unterschied nur in Gruppe 2.

Die Studie bestätigt die vorrangigen Strategien der Adipositastherapie: regelmäßige körperliche Aktivität, wobei Intensität und Dauer bei gleichem Energieverbrauch frei gewählt werden können, und eine fettbegrenzte Ernährung. Der Gesamtenergiegehalt der Kost kann dahinter zurücktreten.

 


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