Mahlzeiten-Fenster: Das Fastenfenster

Die Zeiten, in denen man um 18 Uhr mit dem Abendessen fertig war und mit dem Essen bis zum Frühstück am nächsten Tag um 8 Uhr wartete, sind längst vorbei. 2016 führten Shubhroz Gill und Satchidananda Panda vom Salk Institute eine Studie durch, in der die Teilnehmer ihre Nahrungsaufnahme mithilfe einer Smartphone-App protokollierten. Alles, was sie aßen, wurde fotografiert, mit einem Zeitstempel versehen und an die Forscher geschickt. Mehr als die Hälfte der untersuchten Personen hatte ein Essenszeitfenster von mehr als 14 Stunden und 45 Minuten. Im Durchschnitt nahmen die Studienteilnehmer ihre erste Mahlzeit des Tages innerhalb einer Stunde nach dem Aufwachen und ihre letzte Mahlzeit innerhalb von zwei Stunden nach dem Schlafengehen ein. Das ist eine fast perfekte Umkehrung der früheren Essgewohnheiten.

Stoffwechselzustand

In der letzten Folge haben wir uns mit der Häufigkeit der Mahlzeiten beschäftigt. Dies war ein Bereich von großem Forschungsinteresse, nachdem epidemiologische Studien eindeutige Trends zwischen einer höheren Mahlzeitenfrequenz und besseren gesundheitlichen Ergebnissen gezeigt hatten. Kontrollierte Studien zeigten, dass die Häufigkeit der Mahlzeiten weit weniger wichtig ist als erwartet. Jetzt wird deutlich, wie wichtig die Zeit ist, in der nicht gegessen wird. Die Zeit von der ersten bis zur letzten Mahlzeit des Tages wird als Essensfenster bezeichnet, die restliche Zeit (einschließlich der Zeit, in der man schläft) als Fastenfenster.

Nach einer Mahlzeit befinden wir uns im so genannten Sättigungszustand. In den nächsten Stunden wird unser Energiebedarf durch die Nahrung gedeckt, die wir verdauen. Wenn wir nicht essen, befinden wir uns im Fastenzustand. In diesem Zustand muss die Energie aus unseren Glykogen- und Fettreserven bezogen werden. Der Insulinspiegel sinkt und ermöglicht den Zugriff auf diese gespeicherte Energie, die uns bis zur nächsten Mahlzeit versorgt. Im Allgemeinen greifen wir zuerst auf unsere Glykogenspeicher und dann auf die Fettspeicher zurück. Früher befürchtete man, dass das Auslassen einer Mahlzeit einen „Hungermodus“ auslösen würde, bei dem die Proteine unserer Muskeln zur Energiegewinnung abgebaut würden. Wir werden neuere Forschungsergebnisse untersuchen, die zeigen, dass diese Befürchtung falsch ist.

Eine wichtige Erkenntnis über den Energiestoffwechsel ist, dass er nie aufhört. Unser Körper und vor allem das Gehirn brauchen 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche Energie. Der Tod kann innerhalb von vier Minuten eintreten, wenn der Blutzuckerspiegel zu stark absinkt, aber unser Stoffwechsel ist unglaublich effektiv, um dies zu verhindern. Wenn der Blutzuckerspiegel zu hoch und toxisch wird, treibt Insulin die überschüssige Glukose in den Speicher. Wenn wir keine Nahrung zu uns nehmen und der Blutzucker zu niedrig ist, wird er durch das Hormon Glukagon wieder angehoben. Unsere Stoffwechselmaschinerie hält den Blutzuckerspiegel innerhalb eines streng regulierten Fensters, in dem der Blutzuckerspiegel nicht zu niedrig ist, um uns zu töten, und nicht so hoch, um uns zu vergiften.

Die Tatsache, dass die Nahrungsaufnahme nicht kontinuierlich erfolgt, stellt eine große Herausforderung für unseren Stoffwechsel dar. Es gibt keine Möglichkeit, den Blutzuckerspiegel in einem engen Bereich zu halten, indem wir den ganzen Tag grasen. In der Natur gibt es keine Garantie dafür, dass die nächste Mahlzeit in dem Moment verfügbar ist, in dem man sie braucht. Um das Fastenfenster zu überstehen, verfügt unser Körper über mehrere Energiequellen. Das in der Leber und den Muskeln gespeicherte Glykogen reicht für einen Tag, und das Fett in unserem Fettgewebe kann für mehrere Wochen reichen. Ein stoffwechselgesunder Mensch hat kein Problem damit, bei Bedarf beide Energiespeicher anzuzapfen.

Dummerweise sind die reichlich vorhandenen Fettspeicher eines fettleibigen Menschen hinter einer Insulinbarriere gefangen. Es ist reichlich Fett vorhanden, aber chronisch erhöhtes Insulin (Hyperinsulinämie) hält es im Speicher. Normalerweise hält das aus den Speichern freigesetzte Fett das Hungergefühl im nüchternen Zustand in Schach. Übergewichtige Menschen haben Schwierigkeiten, ihren Stoffwechsel auch im Fasten auf Fettverbrennung umzustellen. Häufiges Essen, das von ständigem Hunger getrieben wird, hält eine solche Person im Zustand der Sättigung gefangen. Dies könnte eine stärkere Intervention erfordern als kurzzeitiges, intermittierendes Fasten.

In den Fastenzustand eintreten

Eine längere Abwesenheit von Nahrung gibt unserem Verdauungssystem die Möglichkeit, sich auszuruhen und aufzuräumen. Nach der letzten Mahlzeit kann es viele Stunden dauern, bis die Verdauung abgeschlossen ist und der Fastenzustand eintritt. Die Zeit variiert von Person zu Person, aber 12 Stunden werden oft als Richtwert vorgeschlagen.

Im Fastenzustand wird ein zellulärer Energiesensor namens AMPK aktiviert. Dieses Enzym reguliert die Energiehomöostase, indem es die Brennstoffverfügbarkeit durch Lipolyse und Glykogenolyse erhöht. Gleichzeitig werden die Proteinsynthese und andere energieaufwendige anabole Prozesse heruntergefahren. Die nachgeschalteten Effekte von AMPK erhöhen das Energieangebot und senken den Energiebedarf. AMPK ist nicht nur ein Master-Stoffwechselschalter, sondern regt auch die Autophagie oder „Selbstverzehrung“ an, d. h. die körpereigene Methode zur Beseitigung geschädigter Zellen und zur Regeneration gesunder Zellen.

Zelluläre Abfälle wie verhedderte Proteine und beschädigte Organellen sammeln sich in Ihrem Körper an. Die Autophagie recycelt diese Abfälle in Bausteine und Energiesubstrate. Dysfunktionale Mitochondrien werden in einem Prozess namens Mitophagie recycelt. Anschließend werden neue, gesunde Mitochondrien gebildet, was die Effizienz des Stoffwechsels verbessert. Unter Bedingungen der Nahrungsmittelknappheit ist dies eine sehr nützliche Anpassung.

Ohne Autophagie würde sich dieser Müll in unserem Körper ansammeln. Tatsächlich wurde ein chronischer Mangel an Autophagie mit verschiedenen Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht. Dies zeigt sich an der Anhäufung von Amyloid-β-Peptid bei Alzheimer und α-Synuclein bei der Parkinsonschen Krankheit. Die Autophagie spielt auch eine entscheidende Rolle im angeborenen Immunsystem. Der autophagische Abbau von intrazellulären Krankheitserregern – wie Viren, Bakterien und Parasiten – wird Xenophagie genannt.

Autophagie spielt auch eine Schlüsselrolle bei der Regulierung von Entzündungen. Dies wird in einer Arbeit von Mark Mattson et al. (2016) beschrieben:

Alle wichtigen Krankheiten, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes, neurodegenerative Störungen, Arthritis und Krebs, gehen mit chronischen Entzündungen in den betroffenen Geweben und in vielen Fällen auch systemisch einher (59). Lokale Gewebeentzündungen beinhalten eine Hyperaktivierung von Makrophagen (Mikroglia im Gehirn), die proinflammatorische Zytokine (TNF, IL-1β, IL-6) und reaktive Sauerstoffspezies produzieren. Übergewicht und Fettleibigkeit fördern Entzündungen, und IER unterdrückt Entzündungen bei Menschen und Tiermodellen von Krankheiten. Bei fettleibigen Frauen, die ihre Ernährung von mehreren täglichen Mahlzeiten auf eine alternierende Energierestriktion umstellten, kam es zu einer signifikanten Verringerung der zirkulierenden TNF- und IL-6-Werte (60).

Häufiges Essen und eine hohe Kalorienzufuhr verhindern, dass der Körper in einen nüchternen Zustand eintritt, in dem die Autophagie ihre Arbeit tun kann, indem sie Müll beseitigt und die zelluläre Qualitätskontrolle aufrechterhält. Studien an Mäusen haben gezeigt, dass eine gestörte Autophagie die Qualität der Muskeln beeinträchtigt und die Funktion mit der Zeit verschlechtert. Eine gewisse Zeit in einem katabolen Zustand zu verbringen, ist nicht das Schreckgespenst, für das Bodybuilder einst gehalten wurden.

Zeitlich eingeschränktes Essen

In der Generation unserer Großeltern war ein Fastenfenster von 12-14 Stunden so normal, dass es nicht einmal ein Wort dafür gab. Heute ist diese Art des Essens so unüblich, dass man ihr einen Namen geben musste: „zeitlich begrenztes Essen“ (TRE), auch bekannt als „zeitlich begrenzte Ernährung“.

Es gibt viele zeitlich begrenzte Essensprotokolle. Das populärste ist 16:8, was bedeutet, dass man 16 Stunden am Tag fastet und innerhalb eines Acht-Stunden-Fensters isst. Diese Methode wurde vom Bodybuilder Martin Berkhan, dem Erfinder des LeanGains-Protokolls, populär gemacht. Extremere Varianten sind 20:4 (ein 20-stündiges Fastenfenster) und der Plan mit einer Mahlzeit pro Tag (OMAD).

Es gibt noch eine Reihe anderer Essenspläne, die die Zeit, die man im Fastenzustand verbringt, erhöhen. Beim Alternate-Day-Fasten wird an einem Tag normal gegessen und am nächsten Tag komplett gefastet. Fasten von 24 oder 36 Stunden fällt noch in den Bereich des intermittierenden Fastens, aber auch längeres Fasten von drei bis sieben Tagen wird in therapeutischen Protokollen für Fettleibigkeit und Diabetes eingesetzt.

Viele Menschen finden intermittierendes Fasten auch sehr praktisch. Je weniger Zeit am Tag man isst, desto weniger muss man sich Gedanken über das Essen machen. Wenn man das Frühstück auslässt, kann man schnell in den Tag starten und muss sich nicht um das Essen kümmern. Für die meisten Menschen ist Hunger nach einer Eingewöhnungsphase kein Thema mehr. Interessanterweise wird unser Appetit durch Ghrelin auf unsere Essgewohnheiten abgestimmt. Vor der Mahlzeit steigt dieses Hungerhormon in Erwartung einer Mahlzeit an. Es kann auf einen neuen Zeitplan umgestellt werden. Um die Beschwerden zu verringern, kann es hilfreich sein, das Fastenfenster allmählich auszudehnen.

Eine kohlenhydratarme Ernährung hilft, den Hunger zu zügeln, wenn sie mit jeder Art von intermittierendem Fasten kombiniert wird. Eiweiß und Fett stimulieren die Sättigungshormone, so dass wir uns nach einer Mahlzeit satter fühlen und länger satt bleiben. Intermittierendes Fasten erfordert auch eine Umstellung auf Fettverbrennung, wenn der Blutzuckerspiegel zur Neige geht. Wenn Sie sich durch eine kohlenhydratarme Ernährung bereits an die Fettverbrennung angepasst haben, ist dieser Schalter bereits umgelegt. Manche Menschen, die sich kohlenhydratarm ernähren, berichten, dass sie während des intermittierenden Fastens so wenig Hunger haben, dass sie das Fastenbrechen vergessen und mehrere Stunden später als geplant essen.

Training und das Fastenfenster

Sehen wir den Tatsachen ins Auge: Amerika leidet nicht unter einem Überfluss an Bodybuildern. Unsere übergewichtige Bevölkerung ist fast ausschließlich überfettet, nicht übermuskulös. Daher befassen sich die meisten Studien zum intermittierenden Fasten mit der Gewichtsabnahme. Einige wenige Studien, die sich auf trainierte Kraftsportler konzentrieren, belegen jedoch, dass intermittierendes Fasten eine wirksame Methode ist, um Fett zu verlieren und gleichzeitig die Muskelmasse zu erhalten.

Die von Bodybuildern angewandte Bulking- und Cutting-Methode dürfte Ihnen bekannt sein. Um ein bestimmtes Körpergewicht zu erreichen, schießen sie in der Aufbauphase über das Ziel hinaus. In der Abnehmphase bauen sie so viel Fett wie möglich ab und erhalten gleichzeitig ihre Muskeln. Dieser Zyklus aus anaboler (Aufbauphase) und kataboler (Abbauphase) kann jeweils mehrere Wochen lang andauern. Das Ziel ist es, an einem bestimmten Tag die Muskeln zu maximieren und das Fett zu minimieren.

Das intermittierende Fasten komprimiert den anabolen/katabolen Zyklus auf einen einzigen Tag. Es ist vielleicht nicht optimal für die extremen Bedürfnisse von Wettkampf-Bodybuildern, aber es gibt inzwischen Belege dafür, dass die Einschränkung des Essensfensters die Körperzusammensetzung verbessern kann. Eine der größten Befürchtungen von Bodybuildern ist, dass das Fasten zu Muskelabbau führt. Studien über Langzeitfasten zeigen jedoch, dass das Wachstumshormon stark ansteigt, wodurch sowohl Muskeln geschont als auch die Fettverwertung weiter gesteigert wird. Untersuchungen zur zeitlich begrenzten Ernährung bestätigen dies.

In einer Studie aus dem Jahr 2016 wurden 34 widerstandstrainierte Männer in zwei Gruppen eingeteilt: die Gruppe mit zeitlich begrenzter Ernährung (TRF) fastete 16 Stunden am Tag und aß acht Stunden lang, die Gruppe mit normaler Ernährung (ND) fastete und aß jeweils 12 Stunden lang. Beide Gruppen erhielten die gleichen Kalorien- und Makrowerte (54 % Kohlenhydrate, 23 % Fett, 22 % Eiweiß) und absolvierten an drei Tagen pro Woche ein standardisiertes Krafttrainingsprogramm. CrossFit würde weder die Ernährungsmakros noch das Trainingsprogramm (eine Split-Routine an Maschinen) gutheißen, aber keine der beiden Gruppen hatte einen Vorteil gegenüber der anderen.

Beide Gruppen behielten ihre Muskelmasse während der achtwöchigen Studie bei, aber die TRF-Gruppe verlor 3,5 Pfund Fett, was sie von 13 % auf 11 % Körperfett reduzierte. Es gab keinen signifikanten Unterschied im Kalorienverbrauch zwischen den beiden Gruppen, so dass der Fettverlust das Ergebnis eines metabolischen Vorteils war. Die Forscher schlugen vor, dass eine Erklärung dafür ist:

… der Anstieg von Adiponektin, das mit der Adenosin-5′-Monophosphat-aktivierten Proteinkinase (AMPK) interagiert und die Expression des Proteins Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha (PGC-1α) und die mitochondriale Biogenese stimuliert. Darüber hinaus wirkt Adiponektin im Gehirn, um den Energieverbrauch zu erhöhen und eine Gewichtsabnahme zu bewirken. Es ist bemerkenswert, dass in der vorliegenden Studie die Unterschiede bei Adiponektin zwischen den Gruppen auch dann bestehen blieben, wenn sie in Bezug auf die Körperfettmasse normalisiert wurden, während der signifikante Rückgang von Leptin (das als ungünstiger Faktor für den Fettabbau angesehen werden könnte) nicht mehr signifikant war, wenn es auf die Fettmasse normalisiert wurde.

Übersetzung: Die Erhöhung eines Hormons namens Adiponektin steigerte die Fettverbrennung über AMPK und seine nachgeschalteten Effekte auf andere Hormone und Gentranskriptionsfaktoren.

Einige Gesundheits-Biomarker wurden in der TRF-Gruppe verbessert. Nüchterninsulin, Blutzucker und mehrere Entzündungsparameter (IL-6, TNF-α, IL-1β) wurden gesenkt. Der HDL-C-Wert war leicht erhöht, und die Triglyceride wurden leicht gesenkt, was auf eine günstige Verbesserung der Stoffwechselgesundheit hindeutet.

Die gleiche Forschungsgruppe führte 2009 eine ähnliche Studie zur zeitlich begrenzten Ernährung bei Frauen durch. Die Ergebnisse waren ähnlich wie bei der vorherigen Studie mit Männern. Den Frauen wurde nur geraten, wann sie essen und eine ausreichende Proteinzufuhr beibehalten sollten. Die Analyse ihrer Ernährungsprotokolle ergab ein Makronährstoffverhältnis von 40 % Kohlenhydraten, 27 % Eiweiß und 33 % Fett.

Sowohl die TRF-Gruppe als auch die Gruppe mit normaler Ernährung nahmen ähnlich viel Muskelmasse zu (+2-3 %), aber die Probanden der TRF-Gruppe verringerten ihr Körperfett um 2-4 %, während die Gruppe mit normaler Ernährung 2 % Körperfett zulegte. Eine dritte Gruppe, TRF(HMB), nahm zusätzlich zu dem zeitlich begrenzten Ernährungsprotokoll ein exogenes Ketonpräparat ein. In der TRF(HMB)-Gruppe wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt.

Was in diesen beiden Studien interessant ist, ist die Tatsache, dass die Magermasse erhalten blieb, während die Fettmasse im intermittierenden Fastenprotokoll reduziert wurde. Wichtig ist, dass die Proteinzufuhr in diesen Studien kontrolliert wurde, im Gegensatz zu einer früheren Studie, in der die Teilnehmer der Kontrollgruppe weitaus mehr Proteine zu sich nahmen als die TRF-Gruppe und 2,3 kg an Muskelmasse zulegten. Die TRF-Gruppe behielt ihre Muskelmasse bei, aber es ist nicht bekannt, ob sie aufgrund der zeitlich eingeschränkten Ernährung oder der unzureichenden Proteinzufuhr nicht an Muskelmasse zulegte (1). Außerdem wurde die Nahrungsaufnahme per Fragebogen erfasst, was höchst fragwürdig ist, und die Ergebnisse waren sehr unterschiedlich.

Die oben genannten Studien untersuchten gesunde, gut trainierte Probanden, die ein Krafttraining absolvierten. In einer Studie wurde das intermittierende Fasten an einer fettleibigen Population mit einem alternativen Fastenprotokoll (ADF) getestet. Bei diesem Schema aßen die Teilnehmer an einem Tag ad libitum und am nächsten Tag 25 % der Erhaltungs-Kalorienzufuhr. Die Studie ergab, dass eine Kombination aus kardiovaskulärem Training und ADF bei der Verringerung des Körpergewichts und der Fettmasse wirksamer war als entweder Training oder ADF allein. In der Kombinationsgruppe verringerte sich das Körpergewicht um 6 ± 4 kg gegenüber 3 ± 1 kg in der reinen ADF-Gruppe und 1 ± 1 kg in der reinen Trainingsgruppe. Verbesserungen bei verschiedenen Gesundheits-Biomarkern (HDL, ↓LDL, LDL-Partikelgröße) wurden nur in der Kombinationsgruppe beobachtet.

Die in dieser Studie beobachteten Verbesserungen traten trotz einer fragwürdigen Lebensmittelauswahl auf. Die Menüs an den Fastentagen waren:

Tag 1 – Vegetarische Pizza, Apfel, Erdnüsse

Tag 2 – Hühner-Enchilada, Orange, Cracker

Tag 3 – Hühnerfettuccini, Karottenstäbchen, Keks

Die geschätzten Makronährstoffverhältnisse waren 52% Kohlenhydrate, 26% Fett und 22% Protein. Das Training umfasste 40 Minuten bei 75 % der maximalen Herzfrequenz auf einem stationären Fahrrad oder einem Ellipsentrainer.

Weitere Studien müssen mit einer größeren Vielfalt von Bevölkerungsgruppen und unter Verwendung verschiedener Fastenstrategien, hochwertigerer Lebensmittel und effektiverer Trainingsprotokolle durchgeführt werden. Die vorliegenden Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das Fastenfenster ein wirksamer Hebel ist, um Veränderungen der Körperzusammensetzung und der Gesundheit zu bewirken. Wenn Sie derzeit mehr als 12 Stunden am Tag essen, wäre es lohnenswert, mit einem längeren Fastenfenster zu experimentieren.

Zusätzliche Lektüre

• Meal Timing: Häufigkeit

Hinweise

1. Eine weithin bekannte Studie hat gezeigt, dass es eine maximale Menge an Protein gibt, die nach dem Training effektiv aufgenommen werden kann. Während einer 12-stündigen Erholungsphase nach dem Training verglichen die Forscher acht Dosen von 10 g, vier Dosen von 20 g oder zwei Dosen von 40 g Protein. Bei vier Dosen von 20 g wurde der günstigste Anstieg der Muskelproteinsynthese festgestellt. Dies veranlasste viele zu der Annahme, dass Eiweiß für eine optimale Wirkung über den Tag verteilt werden muss. In dieser Studie wurde jedoch Molkenprotein verwendet, das wie alle stark verarbeiteten Lebensmittel schnell absorbiert wird. Es ist unwahrscheinlich, dass dies auch für Eier, Steak oder andere unverarbeitete Eiweißquellen gilt, die länger brauchen, um verdaut zu werden, insbesondere im Rahmen einer ausgewogenen Mahlzeit. Die Studien zur zeitlich begrenzten Ernährung haben für Aufsehen gesorgt, weil sie die herkömmliche Meinung über die Proteinzufuhr und die Häufigkeit der Mahlzeiten widerlegten.