Ketogene Ernährung stellt Trainingsvorteil bei hohem Blutzucker bei Mäusen wieder her

Eine neue Studie zeigt, dass eine ketogene Ernährung bei Mäusen einen wichtigen Trainingsvorteil wiederherstellen kann, den hoher Blutzucker zuvor blockiert hatte: Durch Bewegung steigt der Sauerstoffverbrauch wieder an.

Damit erscheint Trainingsresistenz in einem anderen Licht. Die Stoffwechselkontrolle könnte darüber entscheiden, ob Ausdauertraining seine volle Wirkung entfalten kann.

Wo die Vorteile des Trainings ausbleiben

Bei Mäusen mit hohem Blutzucker führte aerobes Training nicht mehr zu dem in der Studie beschriebenen üblichen Anstieg des Sauerstoffverbrauchs.

Sarah J. Lessard vom Fralin Biomedical Research Institute der Virginia Tech verfolgte diese ausbleibende Anpassung und stellte fest, dass eine ketogene Ernährung den Blutzucker innerhalb einer Woche normalisierte.

Nachdem der Glukosewert gesunken war, entwickelten die Muskeln der Tiere erneut die auf Ausdauer ausgerichteten Eigenschaften, die regelmäßiges Training zuvor nicht hatte hervorbringen können.

Das Ergebnis weist auf eine Grenze des Trainings allein hin und wirft die weiterführende Frage auf, weshalb der Stoffwechsel bestimmen kann, ob Training wie vorgesehen wirkt.

Die Bedeutung des Sauerstoffverbrauchs

In der Trainingswissenschaft beschreibt VO2peak, also die höchste Sauerstoffaufnahmerate, wie gut der Körper intensive Belastung aufrechterhalten kann.

Humanstudien zeigen durchgängig, dass eine höhere kardiorespiratorische Fitness mit einem geringeren Risiko für einen frühen Tod und chronische Erkrankungen verbunden ist.

Eine Übersichtsarbeit mit Menschen mit Diabetes zeigt zudem: Eine niedrigere aerobe Leistungsfähigkeit geht auch mit mehr Herz-Kreislauf-Problemen und einer schlechteren körperlichen Funktion einher.

Das verdeutlicht, warum hoher Blutzucker den Nutzen von Training unauffällig verringern kann, selbst wenn jemand regelmäßig Sport treibt.

Fett wird zum Brennstoff

Sinkt die Kohlenhydratzufuhr stark, übernimmt die Ketose – ein Zustand, in dem der Körper überwiegend Fett verbrennt – zunehmend die Energieversorgung.

Bei den Mäusen bedeutete dies eine stärkere Fettverbrennung in Ruhe und während der Belastung, während Glukoseverbrauch und Glukosespeicherung zurückgingen.

Da Fett zur Energiegewinnung mehr Sauerstoff benötigt als Kohlenhydrate, erhöhte sich der Sauerstoffverbrauch bereits vor einer Verbesserung der Fitness.

Dieser Punkt ist wichtig: Ein höherer Sauerstoffverbrauch bedeutete für sich genommen nicht, dass die Ernährung die Leistung automatisch verbesserte.

Wie sich Muskeln an die ketogene Ernährung anpassen

In den Muskeln verringerte die ketogene Ernährung die Menge an Proteinen, die Glukose in die Zellen transportieren, und erhöhte jene von Proteinen, die Fettsäuren bewegen.

Gleichzeitig wurden die Mitochondrien – jene Strukturen, die Brennstoff in nutzbare Energie umwandeln – größer und zahlreicher.

Diese Veränderungen erklären, weshalb die Tiere stärker auf Fett angewiesen waren und für Ausdauerbelastungen vorbereitet wirkten.

Entscheidend wurde diese Umstellung jedoch erst, als Bewegung das Signal gab, das dem Muskel vorgibt, welche Strukturen er als Nächstes aufbauen soll.

Blutgefäße wachsen wieder

Während des Trainings nahm die Zahl der Kapillaren, der kleinsten Blutgefäße im Muskel, bei ketogen ernährten Mäusen zu, während sie sich bei Standardfutter kaum veränderte.

Mehr Kapillaren schaffen zusätzliche Wege, über die Sauerstoff die Muskulatur erreichen kann. Dadurch steigt die aerobe Kapazität, wenn die Belastung intensiver wird.

„Im Laufe der Zeit führte die Ernährung zu einem Umbau der Mäusemuskulatur, machte sie oxidativer und verbesserte ihre Reaktion auf aerobes Training“, sagte Lessard.

Diese Kombination stellte die Muskelveränderungen wieder her, die hoher Blutzucker blockiert hatte, und verknüpft eine bessere Glukosekontrolle mit einer besseren Sauerstoffversorgung.

Die Leistung stieg nicht

Trotz des verbesserten Sauerstoffverbrauchs hielten die ketogen ernährten Mäuse bei maximalen Laufbandtests nicht länger durch als Mäuse mit Standardfutter.

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

Ein wahrscheinlicher Grund waren die niedrigen Glykogenspeicher, also die gespeicherten Kohlenhydrate in Muskeln und Leber, die auf die Hälfte des Niveaus bei Standardfutter sanken.

Als die Forschenden nach einer langfristigen ketogenen Ernährung für eine Woche wieder Kohlenhydrate zuführten, verbesserte sich die Laufbandleistung, obwohl die Ketonkörper sanken.

Normaler Blutzucker ist anders

Bei Mäusen, deren Blutzucker zu Beginn normal war, verbesserte die ketogene Ernährung die Trainingsreaktion nicht auf dieselbe Weise.

Bei bewegungsarmen Tieren stieg die aerobe Kapazität etwas an, doch trainierte Tiere erhielten durch die ketogene Ernährung keinen zusätzlichen Trainingsvorteil.

Dieser Unterschied deutet darauf hin, dass bei Mäusen mit hohem Blutzucker vor allem die Senkung der Glukose wirkte und nicht allein die Fettverbrennung.

Zugleich warnt er davor, anzunehmen, dass eine Ernährung, die bei einem Stoffwechselzustand hilft, für jeden Zustand gleichermaßen nützlich ist.

Was das für Menschen bedeutet

Da das Experiment männliche Mäuse mit künstlich ausgelöstem Diabetes verwendete, sollte es niemand als fertigen Plan für Menschen verstehen.

Außerhalb von Erkrankungen gehen Experten für Sporternährung davon aus, dass ketogene Ernährungsformen für die sportliche Leistung meist neutral oder nachteilig sind.

„Unsere früheren Studien haben gezeigt, dass jede Strategie, auf die Sie und Ihr Arzt sich geeinigt haben, um Ihren Blutzucker zu senken, funktionieren könnte“, sagte Lessard.

Damit bleibt Raum für eine leitliniengestützte mediterrane Ernährungsweise, doch jeder konkrete Plan erfordert weiterhin medizinische Beratung.

Nächste Phase der Forschung

Künftige Studien mit Menschen müssen prüfen, ob eine Blutzuckersenkung vor und während des Trainings diesen verlorenen Bewegungsvorteil bei realen Personen wiederherstellt.

Die Forschenden müssen außerdem zwei mögliche Einflussfaktoren voneinander trennen: den niedrigeren Glukosewert selbst und höhere Ketonkörper während der Belastung.

Frühere Erkenntnisse aus Studien mit Menschen zeigen, dass das Problem klinisch plausibel ist und nicht nur eine Besonderheit von Mäusen darstellt.

Dadurch ist das Ergebnis bei Mäusen mehr als eine Kuriosität, weil es einen Mechanismus liefert, der in klinischen Studien überprüft werden sollte.

Was sich dadurch ändert

Bewegung bleibt wertvoll, doch diese Arbeit spricht dafür, dass Muskeln am besten reagieren, wenn Training und Stoffwechsel nicht gegeneinander arbeiten.

Für Menschen mit dauerhaft hohem Blutzucker lautet die nächste hilfreiche Frage daher, welche Ernährung dafür sorgt, dass Bewegung wieder wirksam wird.