Wie unsere Ernährung laut Studie Hormone und die innere Uhr beeinflusst

Neue Ernährungseinflüsse entdeckt

Die tägliche Ernährung hat einen bedeutenden Einfluss auf unsere geistige und körperliche Gesundheit. Der Einfluss könnte allerdings noch größer sein, als bisher angenommen. Deutsche Wissenschaftler und Forscherinnen konnten mit einer Studie beweisen, dass die Ernährung weitreichendere Funktionen als die bloße Aufnahme von Nährstoffen hat.

Laut der aktuellen Untersuchung werden über die Nahrungsaufnahme auch unsere Hormonausschüttung und die innere Uhr beeinflusst.

Forschende des Helmholtz Zentrums München und des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) entdeckten bislang unbekannte Funktionen der Ernährung. Sie zeigten, dass die Art der aufgenommenen Nahrung oder Fastenepisoden sowohl den Hormonspiegel als auch den Wechsel zwischen Ruhe und Aktivität innerhalb des 24 Stunden-Zyklus beeinflusst. Ihre Ergebnisse präsentierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in dem renommierten Fachjournal „Cell“.

Was ist die innere Uhr?

Jede einzelne Zelle im menschlichen Körper ist auf den sogenannten zirkadianen Rhythmus abgestimmt – eine Art innere Uhr die auf den 24-stündigen Tagesablauf getaktet ist und dem natürlichen Ablauf von Tag und Nacht folgt. Beeinflusst wird der zirkadiane Rhythmus durch Sonnenlicht und soziale Gewohnheiten.

Laut dem Studienteam produziert ein gesunder Mensch jeden Morgen Stresshormone. Diese Glukokortikoide veranlassen den Körper, Fettsäuren und Zucker als Energiequellen zu nutzen, um so energiereich in den Tag zu starten.

Liegen Störungen des zirkadianen Rhythmus vor, beispielsweise infolge von Krankheiten, Nachtschichten oder bei einem Jetlag, kommt es zu Veränderungen des Glukokortikoidspiegels.

Eine solche Störung kann schwere metabolische Dysregulationen nach sich ziehen und beispielsweise Erkrankungen wie Adipositas, Fettleber, Bluthochdruck oder Typ-2-Diabetes begünstigen.

Was sind Glukokortikoide?

Glukokortikoide sind eine Gruppe von Steroidhormonen. Zu dieser Gruppe zählt beispielsweise auch das Stresshormon Cortisol. Glukokortikoide sind wichtige Hormone, die Stoffwechselvorgänge im Körper anstoßen, um so den Energiehaushalt zu regeln und Energiequellen zur Verfügung stellen.

Sie besitzen aber auch entzündungshemmende und immunsuppressive Eigenschaften, die die Aktivität des Immunsystems beeinflussen.

Ablauf der Studie

Um die Bedeutung der täglichen Ausschüttung an Stresshormonen besser zu verstehen, untersuchte das Forschungsteam den tageszeitabhängigen Stoffwechselzyklus bei Mäusen. Dabei prüften sie, welchen Einfluss die Ernährung hat. Mithilfe neuster Technologien analysierten die Forschenden alle vier Stunden die Leber der Mäuse. So konnten sie aufzeigen, wann und wo Glukokortikoidrezeptoren ihre metabolische Wirkung entfalten.

Das Team analysierte den 24-Stunden-Zyklus des Leberstoffwechsels und die damit verbundenen Schwankungen der Glukokortikoidfreisetzung. Die Mäuse wurden entweder mit normaler oder fettreicher Nahrung gefüttert oder durchliefen kurze Fastenperioden.

Was wurde beobachtet?

Es zeigte sich unter anderem, dass die Glukokortikoidausschüttung in Fastenperioden und bei Nahrungsaufnahme unterschiedlich geregelt ist. Die Steuerung erfolgt über eine zeitabhängige Bindung der Hormone an das Genom. Dies ist laut den Forschenden der Beweis dafür, dass die Mehrheit der rhythmischen Genaktivitäten durch diese Hormone gesteuert wird. Dies sei auch eine Erklärung dafür, wie die Leber den Zucker- und Fettgehalt im Blut bei Tag und Nacht unterschiedlich steuert. Bei Mäusen mit gestörtem zirkadianem Rhythmus zeigte sich zudem eine Veränderung in den Zucker- und Fettwerten im Blut.

Ernährung verändert die Reaktion auf Hormone

In weiteren Tests untersuchten die Forschenden, wie die Mäuse auf den injizierten Wirkstoff Dexamethason (synthetisches Glukokortikoid) reagierten.

Es zeigte sich, dass Mäuse, die aufgrund von fettreicher Ernährung übergewichtig waren, anders auf den Wirkstoff reagierten als schlanke Mäuse. „Damit konnten wir zum ersten Mal zeigen, dass die Ernährung die hormonellen und medikamentösen Reaktionen des Stoffwechsels verändern kann“, erläutert Dr. Fabiana Quagliarini aus dem Forschungsteam. Da Dexamethason häufig bei Immuntherapien zum Einsatz komme, müsse darüber nachgedacht werden, ob übergewichtige Personen andere Therapien benötigen als schlanke Menschen.

Chronomedizin gewinnt an Bedeutung

„Wenn wir verstehen, wie Glukokortikoide die 24-Stunden-Zyklen der Genaktivität in der Leber und damit den Zucker- und Fettspiegel im Blut kontrollieren, gewinnen wir neue Erkenntnisse für die ‚Chronomedizin‘ und die Entwicklung von Stoffwechselerkrankungen“, ergänzt Professorin Henriette Uhlenhaut.

Die Forschungsgruppe konnte erstmals einen neuen Zusammenhang zwischen Lebensstil, Hormonen und Physiologie auf molekularer Ebene aufzeigen. Dieser deute darauf hin, dass adipöse Menschen und normalgewichtige Personen unterschiedlich auf die tägliche Hormonausschüttung oder auf Glukokortikoidpräparate reagieren könnten. (vb)