von Petra Rust

Seit 30 Jahren laufen kontroverse Debatten über die optimale Ernährung zur Senkung des Risikos für Übergewicht, Diabetes mellitus und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Manche Autoren sind der Überzeugung, dass ein Anstieg der Kohlenhydratzufuhr zulasten der Fettzufuhr für die Adipositasepidemie in Nordamerika und manchen Teilen Europas verantwortlich ist. Dem widersprechen allerdings ansteigende Adipositasraten in China, wo die traditionelle „Low Fat, High Carb“-Ernährung durch eine relativ fettreiche und kohlenhydratärmere Diät verdrängt wurde.

Inhalt

Ausgangssituation

Versuch einer Definition von Low-Carb-Diäten

Physiologische Auswirkungen einer Low-Carb-Ernährung

Praktische Umsetzung

Literatur

Ausgangssituation

Übergewicht und Adipositas sowie deren Folgeerkrankungen gelten als größte Public-Health-Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Sie werden häufig als Folge einer positiven Energiebilanz beschrieben, d. h. sie resultieren aus einer deutlich über dem Verbrauch liegenden Zufuhr an Energie. Demnach könnte die Empfehlung zur Prävention und Therapie von Adipositas entsprechend des „Calories in, Calories out“-Modells einfach lauten: „Eat less and move more.“ Diese Hypothese berücksichtigt allerdings nicht, dass Kalorienaufnahme und -verbrauch voneinander abhängen und sich dynamisch beeinflussen. Daher untersuchte man in Studien Diäten mit unterschiedlicher Makronährstoffzusammensetzung hinsichtlich ihrer Wirkung auf das Körpergewicht. Erhebliche Variabilitäten der Studienergebnisse beim Vergleich von Gewichtsverlusten unter unterschiedlichen Diätregimen lassen darauf schließen, dass nicht jede Diätform für jeden passend ist. Noch sind allerdings die Genotypen nicht identifiziert, die besonders auf Low Fat bzw. Low Carb ansprechen.

Die Interpretation und der Vergleich von Studienergebnissen wird zudem erschwert durch unterschiedliche Studiendauer und mangelnde Compliance – es ist eine Herausforderung für Studienteilnehmer, Ernährungsgewohnheiten derart drastisch zu verändern.

Die WHO empfiehlt einen eingeschränkten Konsum rasch verwertbarer Kohlenhydrate zur Risikominimierung von Adipositas, Diabetes und kardiovaskulären Krankheiten [1][2][3]. Da Low-Carb-Diäten meist Hand in Hand gehen mit erhöhter Zufuhr an Fetten, müssen Langzeiteffekte dieser Nährstoffrelation untersucht werden. Zudem gilt es zu klären, ob die positiven Effekte entweder auf der Low-Carb-Diät per se oder auf der daraus resultierenden Körpergewichtsreduktion beruhen. Während Langzeitstudien zu den Vorteilen einer (very) Low-Carb-Ernährung fehlen, gibt es zahlreiche bestätigte Langzeiteffekte von kohlenhydratreichen, niedrig-glykämischen, ballaststoffreichen Ernährungsformen wie beispielsweise vegetarischen Kostformen.

Versuch einer Definition von Low-Carb-Diäten

Low Carb (low carbohydrate) bedeutet niedrige Kohlenhydratzufuhr. Die populärste Low-Carb-Diät aus den 1970er-Jahren ist die Atkins-Diät, welche zu Beginn eine Begrenzung der Kohlenhydrataufnahme auf 20 g pro Tag und in späteren Phasen eine individuelle Zufuhrsteigerung empfiehlt. Inzwischen gibt es eine Vielzahl an kohlenhydratreduzierten Ernährungsempfehlungen, zu welchen unter anderen LOGI, South Beach, Zone-Diät und Montignac zählen.

Ob der Fülle an Low-Carb-Diätprogrammen gibt es keine einheitliche, international gebräuchliche Definition von Low Carb. „Low“ kann bedeuten:

• geringer als die durchschnittliche Zufuhr oder auch
• geringer als die aktuelle Zufuhrempfehlung.

Feinman et al. empfehlen bei Low Carb eine Kohlenhydratreduktion auf unter 130 g/Tag oder kleiner als 26 % der täglichen Energiezufuhr, abgeleitet vom Empfehlungsminimum der ADA (American Diabetes Association). Als Very Low Carb gilt eine Kohlenhydrataufnahme von 20–50 g/ Tag [4]:

• Very Low Carb (ketogene Diät): 20–50 g Kohlenhydrate /Tag oder < 10 E% bei einer Energiezufuhr von 2000 kcal /Tag; diese Menge ruft bei den meisten Menschen eine Ketose hervor
• Low-Carb-Diät: < 130 g/Tag oder < 26 E%
• Moderate-Carb-Diät: 26–45 E% bei einer Energiezufuhr von 2000 kcal /Tag
• High-Carb-Diät: > 45 E%; Empfehlung der American Diabetes Association

Aus der Kohlenhydratlimitierung erwartet man eine Reduktion der Glukose- und Insulinspiegel, gefolgt von erhöhter Fettoxidation und einer Ketose. Daher könnte die Grenze der Zufuhr von den entsprechenden metabolischen Veränderungen abgeleitet werden. Demnach wären Diäten mit einer Kohlenhydrataufnahme zwischen 20 und 50 g/Tag als ketogen zu bezeichnen. Eine Kohlenhydratzufuhr zwischen 50 und maximal 150 g/Tag, die eine geringere Ketonkörperbildung in der Leber auslöst, wäre als Low Carb zu definieren [5].

Physiologische Auswirkungen einer Low-Carb-Ernährung

Low-Carb-Diäten und Körpergewicht

Erhöhte postprandiale Blutzuckerspiegel werden mit einem höheren Risiko für die Entwicklung chronischer Erkrankungen wie Adipositas, Diabetes mellitus Typ 2 und Herz-Kreislauf-Erkrankungen assoziiert. Den größten Einfluss haben dabei Quantität und Qualität der Kohlenhydrate. Sowohl genetische Disposition (Familiengeschichte) als auch Lifestyle-Faktoren (wie Aktivitätslevel und Ernährungsweise) beeinflussen die Regulation der glykämischen Antwort, welche die Adaptionsfähigkeit des Körpers auf zugeführte Kohlenhydrate reflektiert.

Kohlenhydrat-Insulin-Modell

Low-Carb-Diäten als Strategie zur Körpergewichtsreduktion werden mit dem „carbohydrate-insulin model“ begründet. Kohlenhydratreiche Ernährung erhöht einerseits den Insulinspiegel und begünstigt damit die Fetteinlagerung in den Fettspeichern. Anderseits verringert sie durch Unterdrückung der Fettsäurenfreisetzung die metabolische Rate. Demgegenüber wird durch eine low-carb- und fettreiche Ernährung die Insulinsekretion nicht stimuliert und Fettspeicher werden abgebaut, wodurch freie Fettsäuren für metabolisch aktive Gewebe zur Verfügung stehen. Insbesondere unter Very-Low-Carb-Ernährung könnte somit der Energieverbrauch um bis 400–600 kcal/d gesteigert werden, was den größeren kurzfristigen Körpergewichtsverlust gegenüber energiereduzierten Low-Fat-Diäten erklärt. Das ist die Theorie, welche im Experiment allerdings nicht bestätigt werden konnte [6][7][8].

Eine systematische Arbeit und Metaanalyse untersuchte die Effekte unterschiedlicher Kohlenhydrat- und Fettanteile an der Gesamtenergiezufuhr (Kohlenhydrate: 1–83 Energieprozent (E%); Fett: 4–84 E%), aber gleicher Proteinzufuhr auf Körperfettanteil und Energieverbrauch unter isokalorischer Ernährung. Unter Low-Fat-Kostformen waren die Körperfettverluste um 16 g/Tag und der Energieverbrauch um 26 kcal/Tag größer als bei Low-Carb-Kostformen. Demnach wäre das „carbohydrate-insulin model“ widerlegt. Aufgrund der geringen Effektgrößen muss das Ergebnis allerdings als physiologisch unbedeutend angesehen werden [9].

Dem Anstieg der Prävalenz von Adipositas durch erhöhten Kohlenhydratkonsum könnten andere Mechanismen als das „carbohydrate-insulin model“ zugrunde liegen. So könnte der Konsum von Lebensmitteln mit hohem Anteil an zugesetzten Zuckern in einer höheren Energiezufuhr resultieren, weil diese aufgrund ihres guten Geschmacks mehr konsumiert werden oder die Sättigung reduziert ist [9].

Unterschiedliche Genotypen

In der DIETFITS-Studie (Diet Intervention Examining The Factors Interacting with Treatment Success) beobachtete man 609 Erwachsene mit Diabetes und einem mittleren BMI von 33 kg/m2 unter Low-Fat-Diät (Kohlenhydrate: 48 E%; Fett: 29 E%; Protein: 21 E%) bzw. Low-Carb-Diät (Kohlenhydrate: 30 E%; Fett 45 E%; Protein 23 E%) über 12 Monate. Geprüft wurden das Körpergewicht sowie Interaktionen zwischen der jeweiligen Diätgruppe und 3 Genotypen sowie der Insulinsekretion. Zwischen den beiden Diätformen konnten weder signifikante Unterschiede im Gewichtsverlust noch in der Diät-Genotyp-Interaktion oder der Diät-Insulinsekretions-Interaktion beobachtet werden. Keiner der beiden prädisponierenden Faktoren gibt Aufschluss darüber, für wen welche Diät vorteilhafter wäre [10]

Ketonkörper

Als Ursachen für die positiven Auswirkungen einer ketogenen Diät auf die Gewichtsreduktion werden ein verringerter Appetit durch gesteigerte Sättigung infolge der höheren Proteinzufuhr und die appetithemmenden Effekte durch Ketonkörper diskutiert. Des Weiteren werden eine gesteigerte Lipolyse bzw. erforderliche Energie zur Gluconeogenese als effektiv erwogen. Eine Metaanalyse resümierte, dass die Zufuhr an Nahrungsprotein bei energie- reduzierten Low-Fat-Diäten den Grundumsatz um etwa 150 kcal/Tag steigern kann [11].

Werden weniger Kohlenhydrate konsumiert, resultiert dies in einer gesteigerten Zufuhr an Fett und in geringerem Ausmaß auch an Protein. Demzufolge hat die Aufnahme von Lebensmittelquellen, welche arm an Kohlenhydraten sind, Einfluss auf die Qualität der Ernährung. Langzeiteffekte derartig drastischer Veränderungen sind bisher unbekannt.

Weitere metabolische Effekte

Diabetiker und Personen mit Prädiabetes scheinen von einer Low-Carb-Diät zu profitieren:

• Gewichtsverlust,
• verbesserte Insulinsensitivität,
• geringere Blutzuckerschwankungen und
• geringerer Nüchternblutzuckerspiegel

werden beobachtet [4]. Unklar ist, ob diese Effekte aus der Limitierung der Kohlenhydratzufuhr oder der dadurch erst bedingten Körpergewichtsreduktion resultieren.

Die Metaanalyse von Hu et al. prüfte 23 Studien mit insgesamt 2788 Teilnehmern auf Unterschiede zwischen Low-Fat- und Low-Carb-Diäten (≤ 45 E%). Unter beiden Diätvarianten reduzierten sich Blutdruck, Gesamtcholesterin, LDL-Cholesterin, Gesamtcholesterin/HDL-Quotient, Triglyzeride und Blutzucker signifikant. Gleichzeitig erhöhte sich das HDL-Cholesterin. Allerdings kam es bei Low-Carb-Diäten zu einem größeren Anstieg des HDL-Cholesterins und einer stärkeren Reduktion der Triglyzeride, hingegen bei fettreduzierten Diäten zu einer größeren Reduktion des Gesamt- und des LDL-Cholesterins [12]. Mansoor et al. kommen in ihrer Metaanalyse zu ähnlichen Ergebnissen, geben aber zu bedenken, dass die positiven Effekte der Low-Carb-Diäten mit dem Nachteil erhöhter LDL-Cholesterinspiegel verbunden sind [13].

Ob die positiven kardiovaskulären Effekte von Low-Carb-Diäten auf die Verringerung der Kohlenhydrat- oder der Gesamtenergieaufnahme zurückzuführen sind, gilt es zu klären. Westman et al. folgern in ihrem Review, dass verschiedene Erkrankungsrisiken durch die Gewichtsreduktion vermindert werden, die aus dem geringen Appetit unter Low-Carb-Ernährung resultiert [14].

Unter Low-Carb-Diät ist hohe Aufnahme an pflanzlichem Eiweiß und ungesättigten Fettsäuren mit einem geringeren Risiko für koronare Herzerkrankungen assoziiert, überwiegender Verzehr von tierischem Fett und Eiweiß jedoch mit einem höheren Risiko für Diabetes mellitus Typ 2 und mit höherer Gesamtmortalität.

Nachteile von Low-Carb-Diäten

Bei suboptimaler Lebensmittelauswahl können unter Low-Carb-Kostformen folgende Nachteile bestehen:

• Mangel an Ballaststoffen
• erhöhte Säurebelastung mit gesteigertem Knochenabbau
• verringerte Glykogenspeicher

Aufgrund des Mangels an Daten hinsichtlich Langzeitauswirkungen, Sicherheit und gesundheitlicher Vorteile können derzeit keine Empfehlungen ausgesprochen werden.

Praktische Umsetzung

Wer seine Ernährungsgewohnheiten langfristig verändern möchte, sollte seine Kohlenhydratzufuhr nicht unter 100–150 g Kohlenhydrate pro Tag reduzieren, da dies verglichen mit einer ketogenen Diätform einfacher und damit langfristig umzusetzen ist. Der Ersatz der Kohlenhydrate erfordert gute Ernährungskompetenz und Auseinandersetzung mit Ernährungsfragen

Bei einer Steigerung des Protein- und Fettanteils muss auf die Auswahl gesundheitsförderlicher Quellen – pflanzliche Öle, Fisch – geachtet werden. Wer seiner Gesundheit Gutes tun will, sollte daher auf stark verarbeitete Produkte verzichten und stattdessen mehr Gemüse und Obst in seinen Speiseplan integrieren.

Kernaussagen

• Das Fehlen einer einheitlichen, international gebräuchlichen Definition von Low Carb könnte manche der kontroversen Studienergebnisse beim Vergleich von Low-Carb- mit Low-Fat-Diäten erklären.
• Die Hoffnung, auch von Ernährungswissenschaftlern, richtet sich derzeit auf die Gene, die individuell zu unterschiedlichen Erfolgen von Low-Carb- oder Low-Fat-Diäten führen könnten. Eine an den individuellen Stoffwechsel angepasste Ernährungsform sollte demnach der Schlüssel zu einem optimalen Körpergewicht und anderen Gesundheitsvorteilen sein. Die aktuelle DIET-FITS-Studie konnte allerdings keine Erbgutmerkmale identifizieren, die Vorhersagen zur optimalen individuellen Ernährungsweise erlauben.
• Sowohl Low-Fat- als auch Low-Carb-Kost – wenn qualitativ optimiert durch einen hohen Anteil an Gemüse, wenig Zucker und raffinierte Getreideprodukte – führten unabhängig von den Erbanlagen zu einer vergleichbaren Gewichtsabnahme.
• Viel wesentlicher als die Quantität scheint die Qualität der Kohlenhydrate und Fette zu sein.

Literatur

[1] World Health Organization. Guideline: sugars intake for adults and children. Geneva: World Health Organizati- on; 2015. Im Internet: apps.who.int/iris/bitstream/10665/149782/1/9789241549028_eng.pdf; Stand: April 2018

[2] World Health Organization. Global status report on noncommunicable diseases 2014. Geneva: World Health Organization; 2014. Im Internet: apps.who.int/iris/ bitstream/10665/148114/1/9789241564854_eng.pdf?ua=1; Stand April 2018

[3] Hauner H, Bechthold A, Boeing H et al. Evidence-based guideline of the German Nutrition Society: carbohydrate intake and prevention of nutrition-related diseases. Ann Nutr Metab 2012; 60 (Suppl. 1): 1–58

[4] Feinman RD, Pogozelski WK, Astrup A et al. Dietary carbohydrate restriction as the first approach in diabetes management: critical review and evidence base. Nutrition 2015; 31: 1–13

[5] Brouns F. Overweight and diabetes prevention: is a low-carbohydrate–high-fat diet recommendable? Eur J Nutr 2018; 1–12. doi: 10.1007/s00394–018-1636-y

[6] Hall KD. A review of the carbohydrate-insulin model of obesity. Eur J Clin Invest 2017; 71: 323–326

[7] Ludwig DS, Friedman MI. Increasing adiposity: consequence or cause of overeating? JAMA 2014; 311: 2167–2168

[8] Fine EJ, Feinman RD. Thermodynamics of weight loss diets. Nutr Metab 2004; 1: 15

[9] Hall KD, Guo J. Obesity energetics: body weight regulation and the effects of diet composition. Gastroenterol 2017; 152: 1718–1727

[10] Gardner CD, Trepanowski JF, Del Gobbo LC et al. Effect of low-fat vs low-carbohydrate diet on 12-month weight loss in overweight adults and the association with genotype pattern or insulin secretion: The DIETFITS randomized clinical trial. JAMA 2018; 319: 667–679

[11] Wycherley TP, Moran LJ, Clifton PM et al. Effects of energy-restricted high-protein, low-fat compared with standard-protein, low-fat diets: a meta-analysis of randomized controlled trials. Am J Clin Nutr 2012; 96: 1281–1298

[12] Hu T, Mills KT, Yao L et al. Effects of low-carbohydrate diets versus low-fat diets on metabolic risk factors: a meta-analysis of randomized controlled clinical trials. Am J Epidemiol 2012; 176 (Suppl 7): S44–54

[13] Mansoor N, Vinknes KJ, Veierød MB, Retterstøl K. Effects of low-carbohydrate diets v. low-fat diets on body weight and cardiovascular risk factors: a meta-analysis of randomised controlled trials. Br J Nutr 2016; 115: 466–479

[14] Westman EC, Feinman RD, Mavropoulos JC et al. Low-carbohydrate nutrition and metabolism. Am J Clin Nutr 2007; 86: 276–284

Der Artikel ist erschienen in der Zeitschrift Ernährung & Medizin 2/2018

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