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Inhaltsübersicht

Auf dieser Seite werden die folgenden Themen behandelt:


Stellen Sie sich einmal vor...

Vom Raubtier zum Menschen

Der Mensch als große Batterie

Zwei Stoffwechselarten

Die Evolution der Schallplattenspieler

Ein einfacher geregelter Schallplattenspieler

Kann es trotzdem Probleme geben?

Was hat das mit Migräne zu tun?

Doch was ist die Ursache?

Die Nährstoffe des Energiestoffwechsels

Der Fettstoffwechsel

Der Proteinstoffwechsel

Der Kohlenhydratstoffwechsel

Zusammenspiel von Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel

Der Hungerstoffwechsel

Der Energiestoffwechsel unter Belastung

Der Stoffwechsel bei Kohlenhydrat-Intoleranz

Fettstoffwechsel bei Migräne

Die Antwort der Schulmedizin


Stellen Sie sich einmal vor...


...Sie sind Rambo, haben gerade ein paar Kriegsgefangene aus einem feindlichen Lager befreit und treiben diese geschwächten und gefolterten Soldaten durch die Wildnis zu einem entfernt liegenden vereinbarten Treffpunkt voran, hinter ihnen ein Trupp schwer bewaffneter feindlicher Soldaten, die nur eins im Sinn haben, Ihnen an die Gurgel zu gehen.

Da plötzlich klingelt in Ihrer Jackentasche ein kleiner Timer, der Ihnen von Ihrem Arzt zur Verfügung gestellt wurde, und der Sie daran erinnern soll: Es sind 2 Stunden seit Ihrer letzten Nahrungsaufnahme vergangen, und damit Sie nicht wieder einen ihrer schrecklichen Migräneanfälle bekommen, wird es jetzt dringend Zeit, innezuhalten und z. B. einen Marsriegel oder eine Lila Pause zu sich zu nehmen.

Was läuft da bei Ihnen schief? Warum haben Sie so etwas nötig, während der Original-Rambo offenkundig stundenlang unter schwersten Strapazen, bei großer Hitze und in Lebensgefahr weiter rennen konnte? Warum hört man immer wieder von Menschen, die trotz fehlender Nahrung unter extremsten Witterungsbedingungen tage- bis wochenlang sehr große körperliche Leistungen vollbringen können. Was unterscheidet diese Menschen von Ihnen? Genetische Faktoren? Dass Sie ein Weichei sind und diese Menschen eben nicht?



Vom Raubtier zum Menschen


Der Mensch ist über einen langen Entwicklungsprozess aus dem Tierreich entstanden. Seine Stoffwechselprozesse haben sich - wenn man die ganze Evolutionskette betrachtet - über Hunderte von Millionen Jahre entwickelt. Dabei ging es zunächst stets um ein Überleben in der Natur, in der Wildnis.

Seit ungefähr 5.000 Jahren hat der Mensch die Natur besiegt. Davor gab es über mehrere Millionen Jahre als Nahrung im wesentlichen Fleisch.

Anthropologen vermuten, dass die ersten menschlichen Wesen mit groben Steinen Knochen und Schädel bereits erlegter und von Raubtieren weitestgehend verspeister Tiere (Aas) aufgeschlagen haben, um an das wertvolle und sehr fetthaltige Knochenmark und das ebenfalls sehr fettreiche Gehirn zu kommen. Diese weichen Substanzen konnten ohne weiteres Garen auch mit den Zähnen der ursprünglichen Pflanzenfresser verzehrt werden. Selbst Löwen waren nicht in der Lage, die festen Knochen aufzuspalten, so dass dies oft das einzige war, was sie von einem Beutetier übrig ließen. Die frühen Menschen bevorzugten also von Anfang an in erster Linie tierische Fette und nicht tierische Proteine.

Es wird angenommen, dass bereits die ersten menschlichen Wesen größere Mengen Fleisch konsumierten: Hans Groth dazu in „Bild der Wissenschaft“ (Groth, Hans: Fleisch essen ist menschlich, Bild der Wissenschaften, 12 / 2003, page 13):

"Der erste Vertreter der Gattung Homo, der Homo rudolfensis, der vor 2,5 Millionen Jahren lebte, war kein reiner Vegetarier mehr, sondern aß Fleisch. Zu diesem Ergebnis kommt der amerikanische Anthropologe Peter Ungar von der University of Arkansas. Er hatte mit einer speziellen Software abgenutzte fossile Zähne unserer frühesten Vorfahren vermessen. Ungar fand heraus, dass Homo rudolfensis bereits viel schärfere Zähne besaß als sein wahrscheinlich unmittelbarer Vorgänger, der Australopithecus afarensis, zu dessen Art auch die berühmte 'Lucy' gehörte. 'Die Zähne von Lucy waren auf das Zermahlen von harter Kost wie Nüssen oder Samen spezialisiert', meint Ungar, 'die des ersten Homo dagegen auf das Zerfetzen zäher Nahrung.' Der Forscher glaubt, damit den ersten anatomischen Beweis für den Übergang vom Vegetarier zum Fleischfresser gefunden zu haben. Dies decke sich auch mit physiologischen Belegen, da das vergrößerte Gehirn von Homo nahrhafteres Essen wie Fleisch benötigt habe."

Wie aktuelle Forschungen zeigen (Spiegel 6/2004), wurden später – nach deutlichem Intelligenzzuwachs und einigen technologischen, kommunikativen und strategischen Innovationen – vorwiegend Großlebewesen wie Mammuts, Nashörner und Flusspferde gejagt und erlegt, bei denen davon ausgegangen werden muss, dass deren Fleisch einen hohen Fettanteil besaß. Auch heute noch lebende Naturvölker sind vor allem am Erlegen sehr fetthaltiger Großlebewesen interessiert.

Einige Forscher bringen sogar das Aussterben der Mammuts mit der Gefräßigkeit des neuen Herrschers der Erde in Verbindung.

Andere Forscher sehen sowohl in den geistigen Anforderungen bei der gemeinschaftlichen Jagd als auch in der spezifischen sehr eiweiß- und fettreichen Ernährung den Grund, dass sich das Gehirn des Menschen in den letzten 3 Millionen Jahren so schnell (von 500 g auf 1.500 g) entwickeln konnte.

Die spezifischen geistigen Anforderungen eines körperlich schwachen Lebewesens („David“) für das Erlegen zum Teil körperlich weit überlegener Großlebewesen („Goliath“) führten dabei nicht nur zu sich steigernden intellektuellen Anforderungen bei der Entwicklung von technologischen (Waffen, Feuer), strategischen und kommunikativen (Sprache) Neuerungen und Fähigkeiten, sondern auch zu ganz individuellen Fertigkeiten, die direkten Einfluss auf zahlreiche Gehirnfunktionen nahmen.

Rüdiger Vaas dazu (Vaas, Rüdiger: Der Intelligenzsprung - Das menschliche Gehirn hat sich in den letzten rund drei Millionen Jahren drastisch vergrößert. Evolutionsforscher sind den ökologischen und sozialen Ursachen auf der Spur, Bild der Wissenschaften, 08 / 2002, pages 30-39):

"Auch für William Calvin ist das Klima entscheidend. Die ständigen Temperaturwechsel hätten unsere Vorfahren zur Jagd auf Grasfresser gezwungen, meint der Neurowissenschaftler von der University of Washington in Seattle und richtet sein Augenmerk dabei besonders auf die Entwicklung des Werfens. Dem liegen komplexe Bewegungskoordinationen zu Grunde, für die ähnliche Hirnregionen zuständig sind wie für Planen, Denken und Sprechen. Gezieltes Werfen beherrschen Menschenaffen nur schlecht, aber Frühmenschen konnten es gut, wie die Funde von steinernen Speerspitzen und Holzspeeren nahe legen. Calvin sieht sogar Zusammenhänge zwischen der neuronalen Steuerung von Wurfbewegungen und den grammatischen Strukturen beim Sprechen – eine Voraussetzung, 'um die Kombinationen möglicher Handlungen zu bewerten. Wir können dies durch inneres Sprechen.'"

Und weiter zu der erfolgten Größenentwicklung des Gehirns:

"In den letzten drei bis vier Millionen Jahren haben sich Masse und Volumen des Gehirns unserer Vorfahren verdrei- bis vervierfacht, und zwar in mehreren Sprüngen. Bei den Vormenschen der Gattung Australopithecus (oder Paranthropus) waren es rund 450 Gramm beziehungsweise Kubikzentimeter – vergleichbar mit den heutigen Schimpansen. Die Zahl erhöhte sich auf 600 bis 700, als vor zwei Millionen Jahren Homo habilis die irdische Bühne betrat. Bei Homo erectus vor 1,7 Millionen Jahren waren es schon 800 bis 1000. Der archaische Homo sapiens brachte es auf 1200. Und beim modernen Menschen schwanken die Werte zwischen 1100 und 1800; typisch sind 1300 bis 1400. Neandertaler-Gehirne hatten sogar 1400 bis knapp 2000 Gramm beziehungsweise Kubikzentimeter."

Heute ist das Gehirn im Schnitt etwa 1.245 g bei Frauen bzw. 1.375g bei Männern schwer. Mit diesem Gewicht ist das Gehirn etwa dreimal so schwer wie das von Schimpansen oder Gorillas. Der Neandertaler und der Cro-Magnon-Mensch hatten mit etwa 1.500g ein schwereres Gehirn als der moderne Mensch. Seit der jüngeren Altsteinzeit vor etwa 20.000 Jahren kam es zu einer Reduktion um etwa 150g, sodass manche Anthropologen heute bereits von einer permanenten Reduktion ausgehen. Wenn "gehirnfeindliche" fleisch- und cholesterinarme Diäten sich auch in Zukunft als Standardempfehlung der Medizin und Ernährungswissenschaften etablieren sollten, dann wird dieser Prozess möglicherweise fortschreiten – konkret bereits zu erkennen an der Zunahme von zerebralen Mangelerkrankungen wie Migräne.

Die britische Anthropologin Leslie Aiello behauptet mit ihrer Formel vom "kostspieligen Gewebe", dass sich ohne dauernden Input an Frischfleisch ein solches Denkorgan evolutionstechnisch nie hätte bilden können (Aiello LC, Wheeler P: The expensive-tissue hypothesis: the brain and the digestive system in human and primate evolution, Curr Anthropol 1995 36:199-221, Aiello, Leslie C: Brains and guts in human evolution: The Expensive Tissue Hypothesis), Nicolai Worm verwendet den Begriff vom "Hirn fürs Hirn" (Worm, Nicolai: Syndrom X oder Ein Mammut auf den Teller! Mit Steinzeitdiät aus der Ernährungsfalle, Bern, 2000, S. 191 ff).

Der Anthropologe William Leonhard behauptet sogar, dass "die Vergrößerung des Gehirns mit großer Wahrscheinlichkeit erst stattgefunden haben kann, nach dem die Hominiden eine Ernährungsweise angenommen hatten, die ausreichend Kalorien und Nährstoffe" für dieses besonders wertvolle Organ lieferte.

Ulrike Gonder zeigt in Fett!, dass der Anteil des Gehirns am Gesamtenergieverbrauch des Körpers während der Entstehungsgeschichte des Menschen sukzessive gewachsen ist, von anfangs 10% bis heute fast 25%. Gleichzeitig haben sich andere Körperteile wie Zähne, Kieferknochen und vor allem die Verdauungsorgane zurückentwickelt, obwohl sie ja die wachsenden Energieanforderungen des wachsenden Gehirns befriedigen mussten.

Nicolai Worm führt dazu aus (Worm, Nicolai: Syndrom X oder Ein Mammut auf den Teller! Mit Steinzeitdiät aus der Ernährungsfalle, Bern, 2000, Seite 192 f):

"Wie konnte sich der Mensch im Gegensatz zu den anderen Lebewesen so hirnlastig entwickeln? Die Paläoanthropologen haben lange gerätselt und dieses „Puzzle“ erst in den letzten Jahren Stück für Stück zusammensetzen können:

Der entscheidende Schritt auf dem Weg der Erkenntnis gelang den Forschern, als sie den Energieverbrauch des Hirns von Menschen mit dem anderer Säugetiere verglichen. Dabei stellten sie fest, dass unser Hirn allein etwa ein Viertel der Energie verbraucht, die unser Körper unter Ruhebedingungen für den Erhalt all seiner Körperfunktionen aufwenden muss, obwohl die Hirnmasse nur 2% des gesamten Körpergewichts beträgt! Daraus folgt, dass unser Hirn ungeheuer stoffwechselaktiv ist.

Bei anderen Primaten verbraucht das Hirn nur etwa acht bis neun Prozent des jeweiligen Ruhe-Energie-Bedarfs. Bei ihnen ist die Stoffwechselaktivität des Hirns viel geringer. Zu ihrer großen Verblüffung fanden die Forscher heraus, dass Menschen mit ihrer überproportional großen Kalorienverbrennung unter dem Schädeldach aber insgesamt, das heißt im Verhältnis zu ihrer Körpermasse, gar nicht mehr Kalorien verbrauchen als die anderen Primaten.

Damit wurde klar: Der Mensch kompensiert den hohen Kalorienverbrauch seines Hirns offenbar mit einem entsprechend verringerten Kalorienverbrauch in anderen Körpergeweben. In welchem war die Frage. Entsprechende Vermessungen des Körpers brachten die Forscher schnell auf die heiße Spur: im Magen-Darm-Trakt. Dieser weist beim Menschen nämlich nur etwa 60% des Volumens eines vergleichbar großen Menschenaffen auf. Heute ist man sicher, dass die Entwicklung des Hirnwachstums in der Evolution mit einer entsprechend rückläufigen Entwicklung des Magen-Darm-Trakts einherging bzw. einhergehen musste. Diese beiden Faktoren bedingen einander, das eine war ohne das andere nicht möglich."


Und Rüdiger Vaas fasst in „Bild der Wissenschaft“ zusammen (Vaas, Rüdiger: Der Intelligenzsprung - Das menschliche Gehirn hat sich in den letzten rund drei Millionen Jahren drastisch vergrößert. Evolutionsforscher sind den ökologischen und sozialen Ursachen auf der Spur, Bild der Wissenschaften, 08 / 2002, pages 30-39):

"Die Bereicherung des Speiseplans mit Fleisch war Leslie Aiello und ihrem Kollegen Peter Wheeler von der University of Liverpool zufolge eine regelrechte Hirnnahrung. Fast 90 Prozent der gesamten Ruheenergie des Körpers werden von Herz, Leber, Nieren, Darm, und Gehirn benötigt. Die Größen von Herz, Leber und Nieren sind direkt von der Körpergröße und -masse abhängig und unverzichtbar für das Pumpen und Reinigen des Blutes. Voraussetzung für ein größeres Gehirn war somit eine Verkleinerung des Darmtrakts, der nach dem Gehirn die meiste Energie verbraucht. Eine solche Reduktion ist nur möglich, wenn die Nahrung mehr Kalorien hat oder teilweise außerhalb des Körpers vorverdaut wird.

Australopithecinen hatten noch einen relativ großen Darmtrakt, wie aus dem Skelett der berühmten 'Lucy' ersichtlich ist. Aber beim frühen Homo ging die Hirnzunahme anscheinend mit einer Reduzierung der Darmlänge einher – darauf lassen die Rippen- und Schädelknochen eines Jungen vom Turkanasee schließen. Der Darm heutiger Menschen ist 900 Gramm leichter, als es die Körpergröße eigentlich erwarten ließe – die eingesparte Energie konnte die Evolution gleichsam ins Gehirn investieren. Aiello und Wheeler vermuten deshalb, dass die Umstellung auf tierische Nahrung – Fleisch und Knochenmark – eine Voraussetzung für den ersten Schub des Hirnwachstums gewesen ist. Anfangs waren die Frühmenschen wohl hauptsächlich Aasfresser, wie Spuren von Raubtiergebissen an ihren Nahrungsresten belegen. Nach und nach wurde die Jagd dann immer wichtiger – und mit verbesserten Wurffähigkeiten auch zunehmend erfolgreicher. Das Ausgraben von nahrhaften Wurzelknollen mag ebenfalls eine Rolle gespielt haben. Der zweite Schub vor vielleicht 1 bis 0,4 Millionen Jahren könnte durch die Erfindung des Kochens ausgelöst worden sein. 'Kochen ist ein technologischer Weg, den Verdauungsprozess teilweise auszulagern', sagt Aiello. 'Es reduziert nicht nur Gifte in der Nahrung, sondern macht diese auch leichter verdaulich.'"

Die folgende Abbildung zeigt die von Aiello und Wheeler gemessenen Organgewichte eines 65 kg schweren Menschen und Schätzungen der für Primaten gleicher Gewichtsklasse zu erwartenden Organgewichte.



Tatsächliches und erwartetes Organgewicht

Man könnte es auch so ausdrücken: Als sich das Gehirn des Menschen über die letzten 3 Millionen Jahre entwickelte, basierte sein Stoffwechsel auf einer Eiweiß-Fett-Diät. An diese Ernährung scheint das Gehirn sehr gut angepasst zu sein, dieser Ernährung verdankt es Wachstum und Leistungsfähigkeit, dieser Ernährung verdanken wir Menschen, dass wir uns aus dem Tierreich zum Menschen entwickelt haben. Dabei ging die Entwicklung des Gehirns gleichzeitig zu Lasten der Verdauungsfunktionen.
Pollmer et al. merken dazu an (Pollmer, Udo et al.: Fünftes Steinzeitmärchen - Unsere Vorfahren aßen nur unverarbeitete Naturkost, EU.L.E.n-Spiegel 5-6/2005, page 21):

"Im Vergleich zu den Menschenaffen verfügt der Homo sapiens nicht nur über ein zierlicheres Gebiss, sondern auch über einen etwa auf die Hälfte reduzierten Enddarm. Das bedeutet, dass Schwerverdauliches wie Rohkost oder Körner in unserer Ernährung seit langem keine große Rolle spielen können."

Es sprechen aber noch andere Umstände für den bevorzugten bis fast ausschließlichen Fleischkonsum während der Entstehungszeit des Menschen:

  1. Die Zeit. Das Jagen und Erlegen von Großwild in Rudeln mit anschließender Haltbarmachung (z. B. durch Garen über dem offenen Feuer) erlaubte es, die tägliche Zeit für Nahrungssuche und Nahrungsaufnahme auf wenige Stunden pro Person und Tag zu reduzieren, ein entscheidender Evolutionsvorsprung. Dieser enorme Gewinn an Zeit wäre mit anderen Mitteln und mit einer anderen Ernährung kaum erreichbar gewesen.

    Dabei wird auch die frühe Erfindung des Kochens ihren Beitrag geleistet und unter anderem dafür gesorgt haben, dass erlegte oder gesammelte Nahrung vollständiger verwertet und schneller verzehrt und verdaut werden konnte. Pollmer et al. führen dazu aus (Pollmer, Udo et al.: Fünftes Steinzeitmärchen - Unsere Vorfahren aßen nur unverarbeitete Naturkost, EU.L.E.n-Spiegel 5-6/2005, page 21):

    "Der geringere verwertbare Nährstoffanteil von Rohkost und der größere Aufwand bei ihrem Aufschluss kostet unsere äffische Verwandtschaft Zeit und bindet Kräfte. Die Erfindung von Herd und Küche markiert deshalb einen Wendepunkt in der Evolution des Menschen. Die Nahrungsaufnahme beschränkt sich seither auf wenige Stunden, Magen und Darm werden entlastet. Außerdem steht damit Zeit für andere, schöpferische Tätigkeiten zur Verfügung. Ohne Küche gäbe es keine kulturelle Evolution. Ihre Bedeutung ist vergleichbar der Erfindung der Schrift."

  2. Herrschaft: Man wird nicht Herrscher über das Tierreich, so dass wir heute z. B. in der Lage sind, gefährliche Lebewesen wie den Löwen im Zoo zu bewundern, wenn man sich Pflanzen fressend von Baum zu Baum schwingt. Die gemeinschaftliche, intelligente Jagd auf andere und vor allem viel größere Lebewesen war der Schlüssel zur Dominanz des Menschen.
Die Fähigkeit, sich ausschließlich von Fleisch ernähren zu können, scheint sich bis heute in unseren Genen erhalten zu haben, wie ein einjähriger kontrollierter Versuch mit den Forschern Vilhjalmur Stefansson und Karsten Andersen im Jahre 1928 ergab.

Die oben erläuterte Expensive-Tissue-Hypothese von Aiello und Wheeler behauptet, dass das Gehirn des Menschen im Rahmen der Evolution nur durch energetische Einsparungen bei anderen Körperteilen (den Verdauungsorganen) habe wachsen können. Es gibt aber Gründe, die dafür sprechen, dass dies allein nicht ausgereicht haben dürfte.

Denn das Gehirn des Menschen verfügt über keinen eigenständigen Energiemetabolismus und erwartet, dass ihm die erforderliche Energie (in Ruhe immerhin 20 – 25% des gesamten Energiebedarfs des Menschen) über den Blutstrom konstant und in der erforderlichen Stärke angeliefert wird.

Daneben ist das Gehirn das stoffwechselaktivste Organ des Menschen und insbesondere das Organ, was den Menschen in der Natur auszeichnet. Die gesamte Entwicklung des Menschen ist durch eine immer stärkere Priorisierung des Gehirns gekennzeichnet. Bei manchen heutigen Menschen könnte man bereits den Eindruck bekommen, dass ihr Körper primär die Aufgabe hat, das Gehirn ausreichend mit Energie zu versorgen. Es ist zu vermuten, dass sich diese evolutionäre Entwicklung hin zu einer immer stärkeren Vergeistigung fortsetzen wird.

Für Lebewesen mit einem im Vergleich zum restlichen Körper kleinen Gehirn besteht keine zwingende Notwendigkeit einer zerebralen Versorgung durch den Fettstoffwechsel, da notfalls immer ausreichend Glucose über die Glukoneogenese produziert werden kann. Solche Lebewesen zeichnen sich durch einen kräftigen Körper und ein leistungsschwaches Hirn aus, und folgerichtig verwenden die Körperorgane bevorzugt die ergiebigste Energiequelle Fett, während sich das Gehirn mit einer leistungsschwächeren und älteren Energiequelle begnügen muss (mit Kohle statt Öl).

Dies ist beim Menschen anders. Ein Organ mit dieser Bedeutung und Stoffwechselaktivität konnte nur wachsen, wenn ihm die leistungsfähigste und fehlertoleranteste körperliche Energiequelle (> 100.000 Kcal gegenüber < 1.000 Kcal gespeicherte Energie) zur Verfügung stand, und das nicht nur in Ausnahmefällen wie zum Beispiel beim Fasten, sondern ständig. Die Entwicklung eines solchen Hochleistungsorgans erforderte neben der Umstellung auf eine konzentriertere Nahrung auch die Umstellung auf einen leistungsfähigeren inneren Stoffwechsel.

Dass dies tatsächlich so ist, kann am Gehirnstoffwechsel von Säuglingen verifiziert werden: Das Gehirn von Säuglingen verbraucht nach der Geburt bis zu 75% der Gesamtenergie des Organismus. Diese Hirn-Lebewesen können nur überleben, weil ihr Gehirnstoffwechsel auf effiziente Weise Ketonkörper zur Energiegewinnung verwerten kann.


Der Mensch als große Batterie


Seit dem Bezwingen der Natur droht beim täglichen Weg ins Büro keine Gefahr mehr, von einem Löwen angefallen zu werden oder tagelang keine Nahrung zu finden. Nahrung gibt es überall, wenn es sein muss auch um 03:00 Uhr nachts an irgendeiner Tankstelle.

Diese Verhältnisse mögen angenehm sein, nur dafür wurde der Stoffwechsel des Menschen nicht entwickelt, oder wie man heute zu sagen pflegt: Nicht ausreichend getestet.

Der Stoffwechsel des Menschen soll ein Überleben unter widrigsten Bedingungen - auch wenn es tage- bis wochenlang keine Nahrung gibt - ermöglichen. Dafür hat er entsprechende Speichermechanismen, im Wesentlichen in Form von Körperfett.

Das Problem dabei: Davon macht heutzutage kaum noch jemand Gebrauch. Das heutige Verständnis - auch der Medizin - ist eher, dass der Mensch keine Batterie hat, sondern permanent an der Steckdose hängen muss: Wenn es mal 3 Stunden hintereinander keine Nahrung gibt, dann wird es als selbstverständlich angesehen, dass Kinder nervös und aggressiv werden oder in sich zusammenfallen und Migräne oder einen epileptischen Anfall bekommen. Gott sei Dank gibt es ja mittlerweile überall eine Steckdose, die verbrauchte Energien wieder zurückführen kann, sei es der Supermarkt an der Ecke oder der Automat in der U-Bahn-Haltestelle.

Heute gilt es zwar als modern, sportlich und fit zu sein, und deshalb widmen viele Menschen große Teile ihrer Freizeit sportlichen Betätigungen, das isotonische Sportgetränk mit den leicht resorbierbaren Kohlenhydraten stets in Reichweite. Dass zur Fitness auch die Fähigkeit gehört, einmal längere Zeit ohne Nahrung und speziell ohne Zucker auszukommen, wird meist nicht gesehen und folglich auch nicht trainiert.




Zwei Stoffwechselarten


Der Mensch verfügt ähnlich einem Handy offenkundig über 2 verschiedene Arten des Stoffwechsels: Einen Batterie-Betrieb und einen Netzbetrieb, wobei der Kohlenhydratstoffwechsel dem Netzbetrieb entspricht. Wenn Sie einmal im Krankenhaus an einem Tropf gehangen haben, dann wissen Sie, wie realistisch diese Vorstellung ist. Und interessanterweise bezeichnet die in Bodybuilderkreisen so beliebte Anabole Diät die gelegentlichen Kohlenhydrattage als "Aufladetage", eben als die Tage, an denen sie mal wieder ans Netz müssen.

Kohlenhydrate haben den großen Vorteil, dass sie unmittelbar Energie liefern, und die großen Nachteile, dass

  • der Körper für sie in Reinform (als Glukose bzw. als Glykogen) nur sehr begrenzte Speichermöglichkeiten hat und
  • sie kaum gepuffert direkt im Körper zur Wirkung kommen.

Speziell dieser letzte Punkt ist entscheidend. Denn Batterien haben ja nicht nur die Aufgabe, Energien zur späteren Nutzung vorzuhalten, sondern auch Spannungsspitzen auszugleichen. Kohlenhydrate drängen sofort ins Blut und erhöhen auf diese Weise sofort den Blutzuckerspiegel und das – wie Diabetiker wissen – schneller als alle anderen Mechanismen im Organismus, was die Regelungsorgane im Körper veranlasst, gegebenenfalls steuernd entgegenzuwirken und den Blutzuckerspiegel auf ein vernünftiges Maß zu senken. Kommt die Energie aber direkt aus der Batterie, ist so etwas nicht mehr nötig, da sie von vornherein in der erforderlichen Stärke angeliefert wird. Praktisch alle Energieversorgungen für komplexe Systeme mit gleichmäßigen Energieanforderungen (z. B. UPS-Systeme in Rechnernetzen) sind so konstruiert, dass externe Spannungsschwankungen durch zwischengeschaltete Batterien abgepuffert werden.

Kohlenhydrate werden im Körper in Form von Glykogen gespeichert, und zwar einerseits 60 – 90 g in der Leber zur Versorgung des Gehirns und andererseits 100 – 400 g in den Muskeln. Letztere stehen dem Gehirn nicht zur Verfügung.

Insgesamt kann der Körper also maximal 2.000 Kcal direkt als Kohlenhydrate speichern, bei den meisten Menschen sogar deutlich weniger. Zum Vergleich: Die Fettdepots halten beim gesunden Menschen üblicherweise mehr als 100.000 Kcal an Energie vor.

Das Gehirn hat unter üblichen Bedingungen (kohlenhydratreiche Ernährung) einen Energiebedarf von ca. 6 g Glukose / Stunde. Der Glykogenvorrat in der Leber kann das Gehirn also für maximal 12 Stunden mit Energie versorgen. Das Gehirn verfügt über keinen eigenen Energiemetabolismus und nur über sehr geringe Glykogenvorräte. Während einer strikt ketogenen Ernährung (Hungerstoffwechsel) kann der Glukosebedarf des Gehirns auf 1 – 2 g / Stunde sinken. In diesem Betriebsmodus ist das Gehirn in der Lage, 60 – 80 % der Energie über Ketonkörper abzudecken .

Die Zahlen machen unmittelbar deutlich, dass Glukose im Körper lediglich eine Form der inneren Energieversorgung darstellt, ähnlich wie etwa eine 6 V Betriebsspannung eines Rundfunkempfängers, die vorher von einem an einer 220 V-Quelle angeschlossenen Netzteil herunter transformiert wird. Die unmittelbare Beeinflussbarkeit dieser inneren Energieversorgung von außen durch kohlenhydratreiche Mahlzeiten zeigt aber auch, dass solche Mahlzeiten – speziell wenn sie Kohlenhydratkonzentrationen enthalten, die die inneren Steuerungsmechanismen überfordern (= Kohlenhydratintoleranz) – für den inneren Energiestoffwechsel nicht optimal sein können.

Alles, was an zu vielen Kohlenhydraten aufgenommen wird und auch nicht in die Glykogenspeicher fließen kann, wird im Körper als Fett abgespeichert. Diese Energiereserve Fett (und das ist die Crux) kann aber nicht in vollem Umfang wieder genutzt werden, da sich der heutige Mensch in der Regel permanent im Kohlenhydratstoffwechsel (an der Steckdose) befindet. Die Fettdepots werden erst angegangen, wenn sich die Glukose-/Glykogenspeicher dem Ende zuneigen und selbst dann wird bevorzugt auf die Glukoneogenese, d. h. auf die Erzeugung von Blutzucker umgeschaltet. Untersuchungen zeigen, dass das Gehirn frühestens nach 24 Stunden beginnt, Ketonkörper in nennenswerter Menge für die eigene Energieversorgung zu nutzen, erst nach 48 Stunden kann die Ketonkörper-Nutzung als zufrieden stellend bezeichnet werden. Da die Glykogenvorräte der Leber bereits nach 12 Stunden aufgebraucht sind sind (bzw. der Körper diese ungern ganz ausschöpft), hat dies zur Folge, dass zunächst immer die Glukoneogenese und die Ausschüttung von Cortisol Vorrang haben.

Viele Menschen nehmen heutzutage eine Unmenge an leicht resorbierbaren Kohlenhydraten und Stärkeprodukten zu sich und befinden sich hierdurch ständig im Netzbetrieb. Schon wenige Stunden ohne weitere Energiezufuhr führen unweigerlich zur Krise. Ein Umschalten auf den Fettstoffwechsel unterbleibt aber. Stattdessen wird schnell ein weiterer Snack eingenommen.

Deswegen hört man von allen Migräne-Fachleuten den Rat: Führen Sie ein regelmäßiges Leben, lassen Sie keine Mahlzeiten aus, schlafen Sie regelmäßig, nicht zu lang und nicht zu kurz. Stehen Sie möglichst immer zur gleichen Zeit auf, auch am Wochenende.

Dieser Rat mag zwar für den Anfang durchaus seine Berechtigung haben, leider verschleiert er aber, dass die Anforderung an die Regelmäßigkeit nicht naturgegeben ist, sondern durch die moderne Lebensweise erzeugt wird. Das anzustrebende Ziel sollte deshalb auf lange Sicht kein regelmäßiges Leben, sondern eine Umstellung auf eine Lebensweise sein, die von den natürlichen Mechanismen des menschlichen Stoffwechsels Gebrauch macht.

Ziel sollte es deshalb eher sein, den Körper aus der Netzsteckdose zu ziehen und sich wieder in die Lage zu versetzen, ihn notfalls tagelang ohne Netz betreiben zu können.



Die Evolution der Schallplattenspieler


Betrachten wir zum Vergleich einmal eine andere Evolution: Die Evolution der Schallplattenspieler von einem alten Grammophon bis hin zu den heutigen CD-Spielern.

Es ist unschwer zu erkennen, dass beide immer noch nach dem gleichen Grundprinzip arbeiten: Es dreht sich eine Scheibe mit den Ton-Informationen, dabei wird diese durch einen Tonabnehmer bzw. ein Lesegerät abgetastet und das Ergebnis wird in irgendeiner Weise umgewandelt, so dass am Ende Töne zu hören sind.

Moderne CD-Spieler haben genauso wie Schallplattenspieler der letzten Generation eine wunderbare Eigenschaft: Sie kennen keine Gleichlaufschwankungen: Ein altes Grammophon musste mit der Hand betrieben werden. Dabei musste ein Schwungrad möglichst gleichmäßig gedreht werden, ansonsten bestand die Gefahr, dass die erzeugte Musik eher dazu geeignet war, die Milch sauer zu machen.

Sie verstehen vermutlich, worauf wir hinaus wollen: Ein großer Unterschied zwischen einem alten Grammophon und modernen Playern besteht darin, dass letztere keine Gleichlaufschwankungen kennen: Die Musik jault nicht.

Und wir möchten dieses Jaulen im Folgenden einmal mit einer Migräne vergleichen.



Ein einfacher geregelter Schallplattenspieler


Um zu verstehen, warum moderne Schallplattenspieler dieses Jaulen (d. h. Migräne) nicht kennen, wollen wir zunächst einmal erläutern, wie ein ganz einfacher geregelter Schallplattenspieler funktionieren könnte.

Das Gerät besteht u. a. aus folgenden Komponenten:

  1. Ein Antrieb, der die Schallplatte mit einer bestimmten Geschwindigkeit drehen soll.
  2. Ein optischer Sensor, der permanent die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers überprüft.
  3. Und - und das ist eine ganz entscheidende Neuerung - ein Steuerungsmodul (Logik-Modul).

Das Steuerungsmodul ist mit dem Antrieb und dem optischen Sensor verbunden und funktioniert im einfachsten Fall wie folgt:

  • Dreht sich der Plattenteller schneller als eine gewisse Obergrenze, wird der Antrieb temporär abgeschaltet (oder verlangsamt).
  • Dreht sich der Plattenteller langsamer als eine gewisse Untergrenze, wird der Antrieb temporär angeschaltet (oder beschleunigt).


Durch diesen einfachen Regelkreis ist es möglich, selbst in sehr hochwertigen Schallplattenspielern preiswerte und keineswegs absolut gleichmäßig laufende Motoren einzusetzen: Trotzdem bleiben die Gleichlaufschwankungen stets in einem Bereich, wo sie für das menschliche Ohr und Gehirn nicht mehr wahrnehmbar sind.





Kann es trotzdem Probleme geben?


Was passiert nun, wenn sich der Motor aus irgendeinem Grund zu schnell dreht, z. B. weil aus der Steckdose nicht konstant 220 V kommen sondern plötzlich 250 V oder noch mehr?

In diesem Fall kann der Plattenteller sich stärker beschleunigen, als vom Steuerungsmodul darauf reagiert werden kann. Die Folge: Der Plattenteller wird sich kurzfristig hörbar zu schnell drehen und das Steuerungsmodul wird verzweifelt versuchen, den Motor langsamer zu stellen (abzuschalten). Wenn nun die Spannung an der Steckdose insgesamt stark schwankt, dann kann es passieren, dass der Plattenteller sich gerade langsamer dreht, während gleichzeitig die Spannung abfällt. In diesem Fall hat das Steuerungsmodul wieder keine ausreichende Zeit zu reagieren, und der Plattenteller wird sich hörbar zu langsam drehen.

Aus diesem Grund haben elektrische Geräte eine Spezifikation, die u. a. auch die Betriebsspannung festlegt. Dies kann z. B. heißen, dass ein einwandfreier Betrieb nur bei einer Betriebsspannung von 220 - 230 V gewährleistet wird. Wird davon abgewichen, dann wird es unweigerlich zu Abspielfehlern (z. B. Jaulen) kommen, und ein höherer Verschleiß bzw. ein frühzeitigeres Altern ist ebenfalls wahrscheinlich.


Was hat das mit Migräne zu tun?


Kommen wir jetzt zu unserem eigentlichen Thema zurück.

Im menschlichen Körper arbeiten ganz ähnliche Mechanismen wie in einem geregelten Schallplattenspieler:

  • Der Körper versucht, den Blutzuckerspiegel in ganz engen definierten Grenzen zu halten. Befindet sich der Blutzuckerspiegel nicht in diesen Grenzen, können Schäden an den Organen entstehen. Allgemein wird die Fähigkeit des Organismus, diverse Körperfunktionen in engen Grenzen zu halten und temporäre Abweichungen sofort wieder auszugleichen, als Homöostase bezeichnet.

    Diese Fähigkeit ist es auch, die sich die Homöopathie zu Nutzen machen will: Durch kleine Gaben, z. B. eines starken Giftes, soll eine Gegenregulation des Körpers ausgelöst werden.

  • Der Körper verfügt über Steuerungsmechanismen, den Blutzuckerspiegel zu senken und zu heben. Dies geschieht im Wesentlichen über die beiden Hormon-Kontrahenten Insulin und Glukagon, aber auch über andere Hormone wie Cortisol.

  • Dabei ist in erster Linie die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Blutzuckerspiegel ändert, maßgeblich für die Stärke der vegetativen bzw. hormonellen Reaktion. Fällt der Blutzuckerspiegel rapide, dann gehen die zentralen Steuerungsmechanismen im Hypothalamus davon aus, dass in Kürze eine kritische Situation für die Versorgung des Gehirns entstehen wird. Insbesondere kann das ja auch bedeuten: Die Versorgung der Steuerungsmechanismen im Hypothalamus ist gefährdet, wodurch selbst dieses alle Körpermechanismen regelnde System ausfallen oder in der Funktion beeinträchtigt sein könnte.

Was im Falle einer Überzuckerung getan wird, die durch die üblichen Mechanismen (Insulin) nicht mehr geregelt werden kann, wissen wir: Der Körper wird Zucker über die Niere ausscheiden. Wenn das geschieht, weiß der behandelnde Arzt, dass eine Diabetes-Erkrankung besteht oder droht.

Doch was sind die Mechanismen bei einer drohenden Unterzuckerung, die mit normalen Mitteln (Glucagon) nicht mehr abgefangen werden kann?

Die erste nahe liegende Maßnahme ist es, Qualität durch Quantität zu ersetzen. Dies bedeutet: Die Kontrollinstanzen in Hypothalamus und Hirnstamm werden versuchen mehr Blut ins Gehirn zu pumpen, denn dessen Versorgung geht vor. Hierdurch können sich im Gehirn die Gefäße weiten (bis hin zum Migräneschmerz) und an anderen Stellen im Körper verengen. Der Blutentzug kann in Einzelfällen zu peripheren Durchblutungsstörungen mit eiskalten Händen und Füßen und anderen Störungen führen. Mit anderen Worten - und das ist ganz wichtig zum Verständnis des Folgenden: Die erste nahe liegende Maßnahme ist eine massive sympathische Reaktion (Aktivierung des Sympathicus, Adrenalin usw.), durch welchen der gesamte Körper in einen Stresszustand versetzt wird. Näheres dazu wird auch unter "Unterzuckerung und Angst" ausgeführt. Es ist ungefähr so, wie wenn Sie ein altes Auto fahren, dessen Motor bei langsamerer Kurvenfahrt ständig auszugehen droht, und Sie darauf jedes Mal mit dem Durchtreten des Gaspedals reagieren.

Sie dürfen sich die Abläufe im Gehirn in einer solchen Situation durchaus ganz ähnlich vorstellen, wie das diverse Komiker schon kolportiert haben:

  • Hypothalamus an Leber: Wir brauchen Zucker!
  • Leber an Hypothalamus: Sorry, alles aufgebraucht. Wir sind am Ende.
  • Hypothalamus an Gefäße: Weiten! Wir brauchen mehr Blut!
  • Hypothalamus an Kreislauf: Alles Blut ins Hirn! Wir brauchen hier oben mehr Zucker!
  • Hände an Hypothalamus: Wir haben alles rausgepumpt. Alle Finger sind eiskalt.
  • Herz an Hypothalamus: Du weißt doch schon, dass wir dieses Loch haben, von dem in allen Migränemagazinen berichtet wird. Dadurch liefern wir auch diese kleinen Luftbläschen an Euch. Ich weiß nicht ob das Euch wirklich helfen wird.
  • Hypothalamus an Gefäße: Herz ist nicht gut drauf und will uns mal wieder nicht helfen. Deshalb: Noch mehr weiten!

Darüber hinaus ist anzunehmen, dass das Gehirn ab einem bestimmten Stadium versuchen wird, Energie zu sparen, indem es bestimmte Teile des Gehirns oder auch andere Organe auf Sparflamme setzt. Dies könnte eine mögliche Erklärung dafür sein, dass während eines Migräneanfalls keinerlei Stress vertragen wird, dass selbst kleinste Geräusche und Lichteinflüsse als störend empfunden werden, dass eine Nahrungsaufnahme nicht möglich ist. Denn sinkt der Blutzuckerspiegel noch weiter, dann folgt sogar die Ohnmacht - wie das Diabetiker leidvoll feststellen mussten, die sich versehentlich zu viel oder zu früh Insulin gespritzt hatten.



Doch was ist die Ursache?


Wie in unserem Schallplattenspieler-Beispiel erläutert wurde, haben solche Geräte eine Spezifikation, die definiert, unter welchen Bedingungen ein einwandfreier Betrieb gewährleistet werden kann.

Dies ist beim Menschen nicht anders. Der Mensch hat sich über Millionen Jahre aus dem Tierreich entwickelt und erwartet von außen oder innen (via Batterie) eine Betriebsspannung, an die er genetisch angepasst ist. Wenn er ausschließlich Fische, Fleisch, Eier, Samen, Früchte usw. verzehrt, dann empfängt er eine Betriebsspannung, die es erlaubt, seinen Blut-Energie-Spiegel stets in ganz normalen Grenzen zu halten. Plötzliche dramatische Schwankungen wird es nicht geben.

Seit ungefähr 5.000 Jahren hat der Mensch begonnen, im großen Stil Getreide zu verzehren. In den Folgejahren konnten immer mehr Nahrungsquellen industriell aufgeschlüsselt, verdaulich gemacht und konzentriert werden, so dass es mittlerweile üblich ist, täglich große Mengen leicht resorbierbarer Kohlenhydrate und stärkehaltiger Produkte zu sich zu nehmen.

Um zu beschreiben, zu welchen Problemen dies führen kann, soll zunächst einmal der menschliche Energiestoffwechsel kurz beschrieben werden:


Die Nährstoffe des Energiestoffwechsels


DeDem menschlichen Körper steht Energie in Form von Kohlenhydraten, Proteinen oder deren Aminosäuren und Fetten (Lipiden) zur Verfügung. In den Zellen werden diese Nährstoffe vor allem zu Acetyl-CoA abgebaut, das im Rahmen von Citratzyklus und Atmungskette CO2 (Kohlendioxyd), H2O (Wasser) und den Energieträger ATP (Adenosintriphosphat) liefert. Beim Abbau von Proteinen oder deren Aminosäuren entsteht zusätzlich Harnstoff, da der Stickstoff im menschlichen Organismus nicht vollständig oxidiert werden kann. Acetyl-CoA ist eine Verbindung der Essigsäure und ist das wichtigste Zwischenprodukt im Zellstoffwechsel der drei Hauptnährstoffe Kohlenhydrate, Fette und Aminosäuren. Bei ATP handelt es sich um das Zentrum des gesamten Energiestoffwechsels einer Zelle.

Kohlenhydrate werden im Körper in Form von Glykogen gespeichert, und zwar einerseits 60 – 90 g in der Leber zwecks Versorgung des Gehirns und andererseits 100 – 400 g in den Muskeln. Letztere stehen dem Gehirn nicht zur Verfügung. Daneben kursiert noch etwas Glucose im Blut.

Proteine werden in den Muskeln, im Bindegewebe, in der Haut und in anderem Körpergewebe gespeichert.

Fett wird im Fettgewebe gespeichert.

Eine 70kg schwere Person verfügt typischerweise über die folgenden Energiedepots:

Energiedepots bei einer 70kg schweren Person 
  kg Kcal 
Fett 15,00 105.000 
Protein  6,00 24.000 
Glykogen Leber 0,07 280 
Glykogen Muskeln 0,12 480 
Glukose 0,02 80 


Aus der Aufstellung ist unmittelbar ersichtlich, dass Glykogen und Glucose (Kohlenhydrate) im menschlichen Organismus in erster Linie Verarbeitungsenergien darstellen, ähnlich wie etwa der Arbeitsspeicher (Hauptspeicher) in Computern dazu dient, Programme und Daten zu verarbeiten, während die längerfristige Speicherung auf anderen Medien (zum Beispiel: Festplatte, CD-ROM) erfolgt, oder auch ähnlich wie das Geld in einer Gesellschaft dazu dient, Waren und Dienstleistungen zu tauschen, ohne Ware oder Dienstleistung zu sein.

Im Gegensatz zu Fetten und Proteinen gibt es keine essenziellen – also unbedingt mit der Nahrung zuzuführenden – Kohlenhydrate. Dies unterstreicht den Status der Kohlenhydrate als Verarbeitungsenergie.

Bei den Fetten (Lipiden) gibt es zwei notwendige Fettsäuren, die der menschliche Körper nicht selbst herstellen kann, sondern die über die Nahrung aufgenommen werden müssen. Hierbei handelt es sich um die zweifach ungesättigte Fettsäure Linolsäure (Omega-6) und die dreifach ungesättigte Linolensäure (Omega-3). Aus der Linol- und Linolensäure kann im Körper die vierfach ungesättigte Arachidonsäure hergestellt werden, die damit halbessenziell ist. Die Arachidonsäure ist ein wichtiger Vorläufer für die so genannten Eicosanoide.

Der Grundbaustein aller Lipide ist eine Verbindung der Essigsäure, das Acetyl-CoA. Diese Verbindung spielt bei allen abbauenden (katabolen) Prozessen im Körper eine zentrale Rolle.

Zu den Fetten zählen auch die Steroide, allen voran Cholesterin, welches im Körper zahlreiche wichtige Aufgaben wahrnimmt. Unter anderem ist es die Basis der Gallensäure und aller Steroid-Hormone wie Cortisol und die Sexualhormone.



Der Fettstoffwechsel


Wenn vom Fettgewebe im menschlichen Körper gesprochen wird, so ist in der Regel das weiße Fettgewebe gemeint. Die Fettzellen des weißen Fettgewebes nennt man Adipozyten. Dabei handelt es sich um recht große Zellen (bis zu 100 µm), deren Zellleib fast vollständig von einem großen Lipidtropfen (= Fetttropfen) ausgefüllt ist.

Die Adipozyten nehmen entweder direkt Triacylglycerine (TAGs, Triglyceride) oder freie Fettsäuren, aus denen sie mit Glycerin aus ihrem Stoffwechsel Triacylglycerine synthetisieren, aus dem Blut auf und speichern sie in der Zelle. Dieser Prozess heißt Lipogenese. Triacylglycerine werden entweder in der Leber oder im Fettgewebe aus 3 Fettsäuren und einem Glycerin-Molekül gebildet.

Bei Bedarf können die Triacylglycerine mit Hilfe eines Enzyms (hormonsensitive Lipase) wieder in ihre Bausteine Glycerin und freie Fettsäuren gespalten und an das Blut abgegeben werden, so dass andere Zellen sie zur Energiegewinnung nutzen können. Dieser Prozess heißt Lipolyse. Auslöser der Aktivierung der hormonsensitiven Lipase ist die durch Glucagon oder Adrenalin bewirkte Anhebung des cAMP-Spiegels in der Zelle, der als Hungersignal interpretiert wird. Bei cAMP handelt es sich um einen Botenstoff in der Zelle, der Effekte zahlreicher Hormone vermittelt.

Festzuhalten ist: Die Speicherung von Energie im Fettgewebe nennt man Lipogenese, das Abrufen von Energie aus dem Fettgewebe dagegen Lipolyse.

Beide Vorgänge, Lipogenese und Lipolyse, werden durch verschiedene Hormone beeinflusst (zum Beispiel Insulin, Glucagon, Adrenalin).

Eine Veränderung der gespeicherten Fettmenge geschieht hauptsächlich durch die Vergrößerung der gespeicherten Menge in den einzelnen Zellen. Es können sich aber auch neue Fettzellen aus Stammzellen bilden.

Die meisten Körperorgane können nicht nur Glucose, sondern auch Fettsäuren zur Energiegewinnung oxidieren. Dabei werden im Rahmen der so genannten Beta-Oxidation Fettsäuren zu einzelnen Acetyl-CoA-Einheiten abgebaut, aus denen anschießend im Citratzyklus und der Atmungskette ATP (Energie) gewonnen wird. Vor allem für Leber, Skelett- und Herzmuskel spielt die Oxidation von Fettsäuren eine große Rolle.

Die Erythrozyten (roten Blutplättchen) betreiben keine Beta-Oxidation und sind folglich auf Glucose angewiesen. Da Fettsäuren nicht die Blut-Hirn-Schranke überwinden können, kann das Gehirn Fettsäuren ebenfalls nicht oxidieren.

Allerdings kann das Gehirn Ketonkörper zur Energiegewinnung nutzen. Ketonkörper sind kleine Moleküle, die sich aus Acetyl-CoA, welches im Rahmen der Beta-Oxidation von Fettsäuren entsteht, in der Leber bilden. Dies ist vor allem in Notzeiten der Fall, wenn sehr viel Lipolyse betrieben wird, und hierdurch gehäuft Fettsäuren in die Leber transportiert werden. Da im Rahmen der Erzeugung von Ketonkörpern (Ketogenese) die Fettsäure bereits die Beta-Oxidation durchlaufen hat, sammeln sich in der Leber vermehrt Enzyme (NADH/H+) als Ausgangsprodukte der Beta-Oxidation, die für die Glucosegewinnung im Rahmen der Glukoneogenese dringend benötigt werden.

Im Prinzip handelt es sich bei den Ketonkörpern um eine Transportform von Acetyl-CoA, welche Membranen und die Blut-Hirn-Schranke überwinden kann und am Zielort leicht wieder in Acetyl-CoA zurückverwandelt werden kann. Bis auf die Leber (welche Ketonkörper produziert) und den Erythrozyten (rote Blutkörperchen) können alle Organe – also auch das Gehirn – Ketonkörper nach vorheriger Umwandlung in Acetyl-CoA mittels der Beta-Ketoacyl-CoA-Transferase zur Energiegewinnung nutzen. Die zur Umwandlung in Acetyl-CoA erforderliche Beta-Ketoacyl-CoA-Transferase existiert in der Leber nicht.

Auch das Gehirn benötigt einige Zeit, um ausreichende Mengen an Beta-Ketoacyl-CoA-Transferase herstellen zu können. Daher ist es erst nach einigen Tagen in der Lage, angebotene Ketonkörper in vollem Umfang zu nutzen. Vorher wird ein Teil der produzierten Ketonkörper über die Nieren oder den Atem ausgeschieden.

Die Nutzung von Ketonkörpern durch das Gehirn wird allerdings noch immer nicht vollständig verstanden, da die Verhältnisse bislang nur im so genannten Hungerstoffwechsel, nicht aber unter normaler kohlenhydratarmer Ernährung ausreichend untersucht wurden. Während es auf der einen Seite Behauptungen gibt, dass es bei kohlenhydratarmer, aber kalorisch ausreichender Ernährung lediglich zu einer Verstärkung der Glukoneogenese kommt, so dass das Gehirn weiterhin ausschließlich von Glucose (bzw. eventuell Laktat ) lebt, behaupten andere Autoren, dass das Gehirn – nach ausreichender Gewöhnungszeit und Aktivierung der Beta-Ketoacyl-CoA-Transferase – vorhandene Ketonkörper stets für die Energiegewinnung nutzen wird, so dass sowohl die Cortisol-Ausschüttung als auch die Glukoneogenese reduziert werden können.

Steigt der Blutzuckerspiegel nach einer kohlenhydratreichen Mahlzeit an, dann wird Insulin ausgeschüttet, um die Glucose entweder zu verbrennen (Glykolyse), als Glykogen abzuspeichern (Glykogensynthese) oder in Fett umzubauen (Lipogenese). Zahlreiche Zellen, insbesondere im Gehirn und in den Erythrozyten, können allerdings Glucose Insulin-unabhängig aufnehmen.

Der Umbau in Körperfett (Lipogenese) geschieht dabei wie folgt: Zunächst entsteht aus Glucose im Rahmen der Glykolyse bzw. zum Teil auch über die Oxidation von Aminosäuren Acetyl-CoA. Die Fettsäure-Synthese aus überschüssigem Acetyl-CoA kann in fast allen Zellen ablaufen, hauptsächlich jedoch in der Leber. Dort werden frisch erzeugte Fettsäuren dann in Triacylglycerine (Triglyceride) eingebaut und über VLDL-Moleküle (Very Low Density Lipoproteins ) zu den Fettzellen verschickt.

Überschüssiges Nahrungsfett wird anders verarbeitet. Zunächst werden die Fette nach der Aufnahme in den Darmzellen nicht ans Blut, sondern ans Lymphsystem abgegeben. Über den linken Venenwinkel gelangen die Fette ins Blut und werden – an der Leber vorbei – direkt zu den Fettzellen transportiert. Anders als Kohlenhydrate bewirken überschüssige Fette also keine sprunghafte Veränderung der energetischen Situation im Organismus.


Der Proteinstoffwechsel


Proteine bestehen aus langen Aminosäureketten und erfüllen im menschlichen Körper unterschiedliche Aufgaben.

Es gibt 20 Aminosäuren, die für die Zusammensetzung von Proteinen verwendet werden:

  • Unpolare Aminosäuren: Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Cystein, Methionin, Phenylalanin, Tryptophan, Prolin
  • Polare Aminosäuren: Serin, Threonin, Tyrosin, Asparagin, Glutamin
  • Geladene Aminosäuren: Glutamat, Aspartat, Histidin, Lysin, Arginin

Einige Aminosäuren sind essenziell und müssen regelmäßig mit der Nahrung zugeführt werden, andere kann der Körper selbst herstellen.

Daneben gibt es bedingt essenzielle Aminosäuren, die während der Schwangerschaft und in der Wachstumsphase essenziell sind und semiessenzielle Aminosäuren, die zwar vom Körper selbst hergestellt werden können, aber nur unter Verwendung von essenziellen Aminosäuren.

  • Essenzielle Aminosäuren: Valin, Leucin, Isoleucin, Methionin, Phenylalanin, Tryptophan, Threonin, Lysin
  • Bedingt essenzielle Aminosäuren: Histidin, Arginin
  • Semiessenziell: Tyrosin, Cystein

Im Folgenden sollen Proteine und Aminosäuren vorrangig aus dem Blickwinkel des Energiestoffwechsels betrachtet werden. Hierbei spielen Proteine im Vergleich zu den Fetten und Kohlenhydraten nur eine untergeordnete Rolle. Aminosäuren können im Rahmen der in der Leber – und zum Teil in den Nieren und im Darm – ablaufenden Glukoneogenese teilweise in Glucose umgewandelt werden, sind aber anders als Fettsäuren und Glucose keine direkten Energieträger im Rahmen des Energiestoffwechsels des Menschen. Ketoplastische Aminosäuren können in Ketonkörper umgebaut werden.

  • Ketoplastische Aminosäuren: Leucin, Lysin
  • Keto- und glucoplastische Aminosäuren: Tryptophan, Isoleucin, Phenylalanin, Tyrosin
  • Glucoplastische Aminosäuren: Alle anderen

Nach einer Nahrungsaufnahme werden Proteine im Darm zunächst in ihre Aminosäuren zerlegt. Aus einem Teil der Aminosäuren wird im Rahmen der Darm-Glukoneogenese Glucose produziert, während der Rest in die Blutbahn abgegeben wird, wonach die Aminosäuren unter Zuhilfenahme von Insulin den Körperzellen zugeführt werden. Da hierdurch der Blutzuckerspiegel sinkt, wird gleichzeitig der Hormonkontrahent Glucagon aktiviert.

Im Rahmen des Proteinstoffwechsels entsteht viel Stickstoff, welcher nach Freisetzung zum Zellgift Ammoniak (NH3) metabolisiert. Für die rasche Entsorgung des Giftstoffs sorgt die Leber, indem sie Ammoniak im Rahmen des Harnstoffzyklus in ungiftigen Harnstoff umwandelt.



Der Kohlenhydratstoffwechsel


Bei den Kohlenhydraten unterscheidet man Einfach- und Mehrfachzucker . Mehrfachzucker sind aus mehreren Einfachzuckermolekülen zusammengesetzt. Bekannte Einfachzucker sind

  • Glucose (Traubenzucker)
  • Fructose (Fruchtzucker)
  • Galaktose (Bestandteil des Milchzuckers).

Stärke und Glykogen (die innerkörperliche Speicherform für Kohlenhydrate) bestehen ausschließlich aus Glucose-Molekülen, Haushaltszucker aus einem Molekül Glucose und einem Molekül Fructose, Milchzucker aus einem Molekül Glucose und einem Molekül Galaktose.

Im Rahmen des Energiestoffwechsels des Menschen spielt die Glucose eine zentrale Rolle. Glucose kann im menschlichen Organismus

  • in der Zelle zu Energie abgebaut werden (Glykolyse),
  • in Kohlenhydrat-Form gespeichert werden (Glykogensynthese),
  • aus Kohlenhydratspeichern abgerufen werden (Glykogenolyse),
  • neu hergestellt werden (Glukoneogenese) oder
  • als Fett gespeichert werden (Lipogenese).

Über die Nahrung aufgenommene Kohlenhydrate werden im Darm zunächst in Glucose aufgeschlüsselt und dann ins Blut abgegeben. Von dort gelangt die Glucose in die Zellen und wird über die Glykolyse zu Energie und Begleitstoffen verbrannt.

Wenn vom Darm zu viel Glucose ins Blut abgegeben wird, so dass der Blutzuckerspiegel zu stark ansteigt, wird von der Bauchspeicheldrüse Insulin ausgeschüttet. Die überschüssige Glucose dient dann entweder dazu, die Glykogenspeicher in der Leber oder in den Muskeln aufzufüllen, oder sie wird der Lipogenese (Fettspeicherung) zugeführt. Das Auffüllen der Glykogenspeicher nennt man Glykogensynthese.

Bis auf die Erythrozyten (roten Blutkörperchen) sind alle menschlichen Zellen in der Lage, Glykogen auf- oder abzubauen. Die Speicherkapazität für Glykogen ist allerdings in der Regel äußerst begrenzt. Von Bedeutung für den gesamten Organismus sind nur 2 Speicherbereiche:

  • Die Leber, die das Glykogen speichert, um andere Organe (insbesondere das Gehirn) mit Glucose versorgen zu können.
  • Die Muskulatur, die Glykogen nur für sich selbst speichert.

Während Insulin üblicherweise verstärkt ausgeschüttet wird, wenn der Blutzuckerspiegel zu stark steigt (Ausnahme: Proteine, die ebenfalls eine Ausschüttung von Insulin veranlassen können), wird der Insulin-Kontrahent Glucagon ausgeschüttet, wenn der Blutzuckerspiegel zu stark sinkt. Normalerweise wird Glucagon durch die Ausschüttung von Insulin gehemmt (Ausnahme: Proteine).

Glucagon veranlasst dann die umgekehrten Schritte wie Insulin:

  • Freisetzung von Glucose aus den Glykogenspeichern. Dieser Prozess heißt Glykogenolyse.
  • Stimulierung der Glukoneogenese zwecks Gewinnung von Glucose aus Aminosäuren, Laktat oder Glycerin. Auf Grund der Kapazitätsbegrenzung der Glykogenspeicher in der Leber, muss die Neusynthese von Glucose rechtzeitig eingeschaltet werden. Da für die Glukoneogenese in der Leber viel Energie aus dem Abbau von Fettsäuren benötigt wird, wird gleichzeitig die Lipolyse im Fettgewebe angeschaltet.
  • Stimulierung der Lipolyse. Hierbei ist zu beachten, dass die durch Insulin und die Lipogenese aus Glucose erzeugten Fette durch die Lipolyse nicht wieder zu Glucose umgewandelt werden können, sondern nur in Glycerin und freie Fettsäuren. Davon kann lediglich Glycerin als Eingangsstoff der Glukoneogenese verwendet werden.

Glucagon aktiviert Schlüsselenzyme der Glukoneogenese, während Insulin diese hemmt. Glucagon fördert also die Glukoneogenese, während Insulin diese zurückhält.

Neben Insulin und Glucagon sind noch die Hormone Adrenalin, die Glucocorticoide wie Cortisol und die Schilddrüsenhormone am Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt. Lediglich Insulin ist in der Lage, den Blutzuckerspiegel zu senken, alle anderen Hormone heben ihn dagegen an.

Das zyklische Adenosinmonophosphat cAMP dient in den Leberzellen als Signal dafür, dass im Organismus ein Mangel an Nährstoffen vorliegt. Glucagon steigert unter anderem den cAMP-Spiegel der Leberzellen, die anschließend vermehrt Glucose ans Blut abgeben.

Adrenalin wirkt ebenfalls über eine Erhöhung des cAMP-Spiegels in den Leberzellen und vor allen in der Muskulatur. Adrenalin hat unter anderem die Funktion, den Muskelzellen eine bald bevorstehende Anstrengung zu melden.

Cortisol gehört zu den Glucocorticoiden und ist für die langfristige Kontrolle des Kohlenhydratstoffwechsels zuständig. Cortisol erhöht den Blutzuckerspiegel durch Stimulation der Glukoneogenese in der Leber.

Die Schilddrüsenhormone verändern den Energiehaushalt ebenfalls langfristig. Sie erhöhen den Blutzuckerspiegel durch die vermehrte Aufnahme von Glucose im Darm, einen gesteigerten Glykogenabbau in der Leber (Glykogenolyse), einer Ankurbelung der Glukoneogenese und einer Steigerung der Lipolyse.

Bei der bereits erwähnten Glukoneogenese handelt es sich um die Neusynthese von Glucose aus Laktat, Aminosäuren (insbesondere Alanin) und Glycerin. Dabei stammt lediglich das Glycerin aus dem Abbau von Körperfett (als Bestandteil der Triglyceride, die zu freien Fettsäuren und Glycerin aufgespalten werden).

Die Glukoneogenese läuft nur in den Organen Leber, Nieren und Darm ab.

  • Die Leber betreibt die Glukoneogenese zur Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels für die Organe, die vollständig oder teilweise auf eine ausreichende Glucoseversorgung angewiesen sind (Erythrozyten, Gehirn).
  • n der Niere fallen auszuscheidende Säuren an, die teilweise in Glucose umgewandelt werden.
  • Der Darm wiederum wird nach üppigen Mahlzeiten mit Nährstoffen überschwemmt. Dies veranlasst den Darm, hier bereits aus einigen Nahrungs-Aminosäuren Glucose zu generieren.

Die Glukoneogenese hat lediglich die Aufgabe, den Brennstoff Glucose herzustellen. Da dieser Prozess Energie verbraucht, wird die Glukoneogenese selbst nicht durch Glucose, sondern durch Fettsäuren angetrieben. Dies macht auch deshalb Sinn, weil nur die Fettsäuren Energie in solch rauen Mengen liefern, wie sie etwa die Leber in Hungerzeiten zum Betrieb der Glukoneogenese benötigt. Hinzu kommt, dass in der Leber während der Glukoneogenese die Glykolyse mittels Glucagon abgestellt ist. In der Leber gibt es dann keinen Glucose-Verbrauch mehr, sondern nur noch die Glucose-Rückführung (Glykogenolyse) und Glucose-Erzeugung (Glukoneogenese). Die Leber deckt dann ihren eigenen Energiebedarf über Fettsäuren.

Für die Glukoneogenese wird viel Oxalacetat und NADH/H+ benötigt. NADH/H+ entsteht im Rahmen der Beta-Oxidation von Fettsäuren. Das bei der Beta-Oxidation entstehende Endprodukt Acetyl-CoA würde normalerweise an den Citratzyklus weitergereicht werden, um dort unter Beiteiligung von Oxalacetat zu Essigsäure zu oxidieren. Durch die Erzeugung von Ketonkörpern (Ketogenese) kann das Oxalacetat eingespart und für die Glukoneogenese verwendet werden . Durch diese beiden Maßnahmen gewinnt die Leber im Rahmen der Ketogenese zusätzliche Kraft für die Glukoneogenese.



Zusammenspiel von Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel


Wie wir gesehen haben, sind Glucose und Fettsäuren die zentralen Energieträger des menschlichen Energiestoffwechsels, deshalb soll deren Zusammenwirken gesondert betrachtet werden.

Insulin hemmt die Lipolyse, das heißt die Freisetzung von Energie aus den Fettzellen. Doch Insulin unterbindet die Fettverbrennung auch auf andere Weise: Neben den Muskeln können viele weitere Organe wie zum Beispiel Herz, Leber, Nieren und Lunge sowohl Glucose als auch Fette zur Energiegewinnung einsetzen.

Bei einer sportlichen Anstrengung verwerten Muskeln die Glucose des Muskelglykogens sowie Fette in Form von freien Fettsäuren. Dabei werden beide in Acetyl-CoA überführt und anschließend im Citratzyklus und der Atmungskette verbrannt.

Zunächst aber müssen die freien Fettsäuren durch Carnitin in das Innere der Zelle zu den Mitochondrien transportiert werden, wo sie zur Energiegewinnung oxidiert und „verbraucht“ werden. Insulin hemmt allerdings das Carnitin-Transportsystem. So werden aus Fettsäuren wieder Triglyceride gebildet, die ins Blut entlassen und den Fettzellen zur Speicherung zugeführt werden. An ihre Stelle tritt Glucose zur Energiegewinnung.

Arndt und Korte führen dazu aus (Arndt, Klaus und Korte, Stephan: Die Anabole Diät – Ketogene Ernährung für Bodybuilder, 3. Auflage, 2001, Seite 13 f):

"Dies ist eine Folge der Entwicklungsgeschichte des Menschen, der in seiner Frühzeit als Jäger und Sammler seine Mahlzeiten nicht so planen konnte, wie uns das heute möglich ist. Die Nahrungszufuhr war stark vom Jagdglück und davon abhängig, was an Beeren und Früchten gesammelt werden konnte. Damals wie heute gilt: Wenn Sie Kohlenhydrate verzehren, unterbinden Sie weitgehend den Einsatz von Fetten zur Energiegewinnung. Ihr Körper, stets bemüht, die zugeführte Nahrung so effizient wie möglich zu verwerten, verbraucht zunächst die (nur begrenzt speicherbaren) Kohlenhydrate, ehe er die in großer Menge vorhandenen Fette angreift."

Fazit: Überschüssige Kohlenhydrate dienen zunächst dazu, die Glykogenspeicher (Verarbeitungsspeicher) aufzufüllen. Wenn diese gefüllt sind, wird die Energie als Körperfett gespeichert. Gleichzeitig werden die Freisetzung von Fettsäuren aus den Fettzellen und auch die Verwertung der Fettsäuren gehemmt. Das Vorhandensein von größeren Mengen Glucose im Blut hemmt die Verwertung von Fetten zur Energiegewinnung.


Der Hungerstoffwechsel


Wird über eine längere Zeit keine Nahrung aufgenommen (zum Beispiel des Nachts), muss der Körper die benötigte Energie aus Energiespeichern abrufen oder diese gar aus anderen Energieträgern neu herstellen.

Dazu stehen die folgenden Mechanismen zur Verfügung:

  • Glykogenolyse (Abruf von Glucose aus den Glykogenspeichern)
  • Lipolyse (Abruf von freien Fettsäuren aus den Lipidspeichern)
  • Glukoneogenese (Erzeugung von Glucose in der Leber aus Aminosäuren, Laktat oder Glycerin)
  • Ketogenese (Ketonkörper-Synthese: Erzeugung von Ketonkörpern in der Leber aus Acetyl-CoA)

In vielen Lehrbüchern über den Energiestoffwechsel des Menschen wird sich vorrangig auf die ersten 3 Mechanismen konzentriert, während der 4. Mechanismus fast als pathologisch dargestellt wird.

Hierbei handelt es sich um einen weit verbreiteten Irrtum, der aus der allgemeinen Überernährung in unserer Gesellschaft und begleitenden Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes resultiert. Möglicherweise ist Diabetes ohnehin eine Erkrankung, die ihre Ursache in der Überlastung der ersten 3 Mechanismen und einer zu geringen Nutzung der Ketogenese hat.

Im Rahmen der Ketogenese wird häufig auf das Problem der Ketoazidose hingewiesen. In Wikipedia wird etwa dazu ausgeführt:

"Grundsätzlich entsteht eine Ketoazidose durch eine zu hohe Konzentration von Ketonkörpern im Blut. Prinzipielle Ursache dessen ist eine starke Unterversorgung des Organismus mit Energie. Daher werden Körperreserven (vor allem Depotfett) zur Deckung des Defizites abgebaut (katabole Stoffwechsellage): Zur Energiefreisetzung aus Fett wird nach dem Abbau der Fettsäuren (β-Oxidation) zur aktivierten Essigsäure (Acetyl-CoA) diese durch Verbindung mit dem Oxalacetat zum Citrat in den Citratzyklus eingeschleust. Zur Energiefreisetzung durchläuft es den Citratzyclus und wird dabei katabolisiert. Andererseits benötigen bestimmte Organe und Zellen Glucose als Energielieferant. Glucose wird dabei in der Glukoneogenese aufgebaut. Ausgangspunkt der Glukoneogenese ist das Oxalacetat; nach mehreren Zwischenschritten entsteht Glucose.

Das bedeutet: Oxalacetat wird zum Abbau der aktivierten Essigsäure benötigt (um diese in den Citratzyklus zu schleusen), andererseits ist Oxalacetat nötig, um daraus (mit der Glukoneogenese) Glucose zu bilden. Es kommt also zu einer Konkurrenz um das Oxalacetat. Darin liegt das Grundproblem, denn durch den Abtransport von Oxalacetat in die Glukoneogenese steht nicht mehr genug für die Einschleusung aller Moleküle aktivierter Essigsäure in den Citratcyclus zur Verfügung. Daher wird ein Teil der Moleküle aktivierter Essigsäure durch andere Umbildungen in Ketonkörper überführt (Ketogenese). Diese können nach einer Umstellungsphase von verschiedenen Organen im Körper als alternative Energiequelle zu Glucose verwendet werden. Eine plötzliche gesteigerte Synthese von Ketonkörpern führt zu einer Menge Ketonkörpern, die nicht so schnell verbraucht werden kann. Da sie pH-erniedrigend wirken, kann es in der Folge zusätzlich zu einer Ketoazidose kommen."


Speziell bei der diabetischen Ketoazidose handelt es sich um eine zum Teil lebensgefährliche Stoffwechselentgleisung: Durch das Fehlen von Insulin im Rahmen der Diabeteserkrankung kommt es zu einer starken Aktivierung der Lipolyse, da nur Insulin die Fette in den Fettdepots halten kann. In der Folge wird der Stoffwechsel mit Acetyl-CoA-Molekülen überschwemmt, welche in der Leber zu Ketonkörpern synthetisiert werden. Da diese nicht rasch genug verbraucht werden können, kann es zu einem lebensbedrohlichen Absinken des Blut-pH-Wertes kommen (Ketonkörper sind sauer).

Sieht man einmal vom diabetischen Sonderfall ab und konzentriert sich stattdessen auf Normalfälle wie:

  • Hungerzustand
  • hohe Energiebereitstellung in der Schwangerschaft oder beim Stillen

dann erkennt man, dass das Problem in der Regel nicht die pathologische Bereitstellung übertriebener Mengen an Ketonkörpern ist, sondern deren fehlende Verwertung.

Denn wie wir gesehen haben, gelten im menschlichen Stoffwechsel unter anderem die folgenden Bedingungen:

  • Glucose kann nur in äußerst geringen Mengen gespeichert werden (Glykogen).
  • Das Vorhandensein von größeren Mengen Glucose im Blut hemmt die Verwertung von Fetten zur Energiegewinnung.
  • Die bei weitem größte Energiereserve im menschlichen Organismus ist in den Fettdepots gespeichert. Diese kann nur zu einem kleinen Teil (Glycerin aus den Triglyceriden) in Glucose zurückgeführt werden.
  • In Hungerzuständen konkurrieren Fettverwertung und Glukoneogenese um Oxalacetat, welches unter bestimmten Stoffwechselbedingungen bevorzugt der Glukoneogenese zur Verfügung gestellt wird, so dass viele Zellen Fettsäuren nicht ausreichend verbrennen können und stärker auf Glucose anwiesen sind.
  • Die im Hungerzustand auf Grund des Mangels an Oxalacetat nicht verwerteten Acetyl-CoA-Moleküle werden im Rahmen der Ketogenese in der Leber in Ketonkörper umgewandelt.
  • Die Ketonkörper können von allen Organen außer den Erythrozyten und der Leber nach vorheriger Umwandlung in Acetyl-CoA mittels der Beta-Ketoacyl-CoA-Transferase zur Energiegewinnung genutzt werden. Das Gehirn benötigt einige Zeit, um ausreichende Mengen an Beta-Ketoacyl-CoA-Transferase herstellen zu können. Daher ist es unter bestimmten Stoffwechselbedingungen erst nach einigen Tagen in der Lage, angebotene Ketonkörper in vollem Umfang zu nutzen.

Das Problem in dieser Darstellung findet sich versteckt in den Worten „unter bestimmten Stoffwechselbedingungen“. Denn üblicherweise geht die Stoffwechselmedizin davon aus, dass Menschen

  • sich kohlenhydratreich ernähren und dabei zum Beispiel gemäß den Empfehlungen der DGE 50% oder gar 60% der täglichen Nahrungskalorien aus Kohlenhydraten beziehen und gleichzeitig
  • ausreichende Kalorienmengen aufnehmen und nicht hungern.

Unter diesen „bestimmten Stoffwechselbedingungen“ dominiert im menschlichen Körper ganz klar die Glucose als Energieträger. Das Problem verschärft sich noch unter den spezifischen Stoffwechselverhältnissen der Migränebetroffenen. Denn diese leiden häufig unter einer verringerten Insulin-Sensitivität und häufigen Energiekrisen, weswegen ihnen von Migräneexperten geraten wird, regelmäßig und kohlenhydratreich zu essen und auf keinen Fall Mahlzeiten auszulassen . In diesem Fall finden sich im Blut häufig hohe Insulinspiegel, wodurch – wie dargestellt – nicht nur die Lipolyse blockiert wird, sondern die Nutzung der freien Fettsäuren für die Energiegewinnung der Zellen auf Grund der Hemmung des Carnitin-Transportsystems ebenso. Die Ketonkörpernutzung des Gehirns kommt unter diesen Bedingungen vollständig zum Erliegen und die Herstellung der Beta-Ketoacyl-CoA-Transferase im Gehirn wird eingestellt.

In Hungerzuständen (zum Beispiel in der Nacht) ist das Gehirn dann ausschließlich auf die Bereitstellung von Glucose aus der Glykogenolyse bzw. der Glukoneogenese angewiesen. Sind die geringen Glykogenvorräte der Leber aufgebraucht, dann basiert die gesamte Energieversorgung des Gehirns ausschließlich auf der durch die Glukoneogenese der Leber produzierten Glucose. Es sollte klar sein, dass diese Verhältnisse für das energiehungrige Gehirn – im Ruhezustand verbraucht das Gehirn bis zu 25% des gesamten Energiebedarfs des Körpers – alles andere als optimal sind, zumal auch die anderen Organe unter diesen Bedingungen Fettsäuren nicht optimal verwerten können und auf zusätzliche Glucose angewiesen sind. Kommt es dann zu einem Energiemangel, werden die Stresshormone wie Adrenalin und Cortisol massiv ins Geschehen eingreifen, um die Energieversorgung des Gehirns und anderer Organe sicherzustellen. Genau dieser Zustand scheint aber typisch für die Prodromalphase (Vorbotenphase) der Migräne zu sein.

Werden bei grundsätzlich kohlenhydratreicher Ernährungsweise über mehr als 24 Stunden keine Nahrungskohlenhydrate zugeführt, dann ändern sich sukzessive die innerkörperlichen Stoffwechselverhältnisse und mehr und mehr Organe nutzen freie Fettsäuren oder die in der Leber aus Fettsäuren generierten Ketonkörper zur Energiegewinnung. Das Gehirn kann im Hungerstoffwechsel bis zu 80% seines Energiebedarfs über Ketonkörper abdecken. Es benötigt in dieser Phase weniger als 40g Glucose pro Tag. Befinden sich mehr Ketonkörper im Blut als Glucose, nennt man den Stoffwechselzustand Ketose. Einige kohlenhydratarme Diäten wie die ketogene Diät oder die Aktins-Diät in Phase I streben bewusst den Zustand der Ketose an. Es sprechen aber einige praktische Erfahrungen und theoretische Überlegungen dafür, dass auch bei nichtketogenen kohlenhydratarmen Diäten mit starker Limitation der täglich aufgenommenen Kohlenhydrate (zum Beispiel der Lutz-Diät mit ca. 70g Kohlenhydraten pro Tag) ein Teil der Energieversorgung des Gehirns regelmäßig aus Ketonkörpern stammt.

Bei lang andauernder Nahrungskarenz ist die Fähigkeit zur Ketonkörperbildung lebensverlängernd bis lebensrettend. Ketonkörper können als wasserlösliche Teilabbauprodukte von Fettsäuren gut im Blut zu den Organen transportiert werden. Sie sind leicht oxidierbar und können in vielen Organen die Glucose als Energielieferanten komplett ersetzen. Insbesondere kann die Glukoneogenese, die bei längerem Hungern zu einem starken Abbau von Körpersubstanz führen würde, deutlich gedrosselt werden, da der Bedarf an Glucose durch die Ketonkörperbereitstellung sinkt.

Beginnt man nach langer kohlenhydratreicher Ernährungsweise mit dem Fasten oder einer extrem kohlenhydratarmen Diät (ketogene Diät, Atkins-Diät Phase I), dann kommt es nach kurzer Zeit zu einer massenhaften Produktion von Ketonkörpern ohne adäquate Nutzung. Ein Teil der Ketonkörper wird dann über die Nieren ausgeschieden bzw. als Aceton über die Lungen ausgeatmet, was zu dem typischen Nagellackentferner-Geruch der Atemluft führt. Wie oben dargestellt wurde, weisen Stoffwechselexperten häufig auf die Gefahr einer metabolischen Azidose in solchen Situationen hin. In der Tat kann es von Vorteil sein, in diesen Phasen (bei nicht vollständiger Nutzung der Ketonkörper) ausreichend zu trinken, um das Blut nicht zu sehr zu übersäuern und die Nieren zu schonen. Allerdings ist – anders als es viele Stoffwechselexperten darstellen – nicht die Ketonkörperproduktion das Problem, sondern die fehlende Nutzung bzw. Anpassung der Organe an die Ketonkörperbereitstellung.

Etwas, was bereits nach 24 Stunden im menschlichen Organismus massenhaft einsetzt, kann nicht pathologisch sein, sondern muss als natürlicher Bestandteil der körperlichen Mechanismen verstanden werden. Stellen Sie sich vor, Sie wurden im Rahmen eines Unfalls verschüttet und müssen nun bei fehlender Nahrung mehrere Tage lang in einem Erdloch ausharren. Dieser Fall macht bereits deutlich, dass die reibungslose und trainierte Nutzung von Ketonkörpern zur Energiegewinnung einen deutlichen Überlebensvorteil darstellt. Es ist darüber hinaus kaum vorstellbar, dass die Natur ein so kritisches und energiehungriges Organ wie das menschliche Gehirn nicht effizient am wesentlichsten Energiespeicher des menschlichen Organismus hat partizipieren lassen, sondern dass in Notzeiten ein Umschalten auf Ketonkörper stets erst einmal mit einer 2-tägigen Phase stark verminderter Leistungsfähigkeit erkauft werden muss. Es ist deshalb viel wahrscheinlicher, dass die verzögerte Ketonkörpernutzung des Gehirns Ausdruck einer nicht artgerechten Ernährungsweise ist.

Gerade Migränikern mit ihrer typischerweise verringerten Insulin-Sensitivität kann deshalb nur angeraten werden, dafür zu sorgen, dass ihr Gehirnstoffwechsel nicht ausschließlich auf Glucose basiert, und die Fähigkeit zur Ketonkörpernutzung reaktiviert wird, oder wie es eingangs ausgedrückt wurde, dass der innere Stoffwechsel nicht ausschließlich auf dem Netzbetrieb, sondern wieder verstärkt auf dem Batteriebetrieb beruht.



Der Energiestoffwechsel unter Belastung


Die bisherige Darstellung beschränkte sich vor allem darauf, wie es bei geringen Anforderungen sein sollte: Es gibt Prozesse zum Speichern von Energie (maßgebliches Hormon: Insulin) und Prozesse um Abrufen von vorher gespeicherter Energie (maßgebliches Hormon: Glucagon). Beide Prozesse schließen sich weitestgehend gegenseitig aus: Entweder es regiert Insulin oder Glucagon. Soweit sind wir noch bei unserem geregelten Schallplattenspieler im Normalbetrieb: Läuft er zu schnell, wird der Motor kurz abgeschaltet, läuft er zu langsam, wieder angeschaltet. Daneben haben wir beschrieben, was passiert, wenn die Nahrung über einen längeren Zeitraum ausbleibt.

Wird in einer Ausnahmesituation sehr schnell sehr viel zusätzliche Energie benötigt, dann greifen weitere Hormone wie Adrenalin und Cortisol in das Geschehen ein:

  • Adrenalin stimuliert die Glucagonausschüttung und hemmt Insulin. Ferner werden die Glykogenolyse, die Glukoneogenese und die Lipolyse aktiviert. Adrenalin greift also direkt in das Insulin-Glucagon-Verhältnis ein.
  • Cortisol fördert die Glukoneogenese, die lipolytische Wirkung von Adrenalin und den Proteinabbau zwecks Energiegewinnung. Es ist neben den Katecholaminen Adrenalin und Noradrenalin ein wichtiges Stresshormon, allerdings reagiert es träger als die Katecholamine.

In Körperruhe gewinnen die meisten Körperorgane und die Muskeln ihre Energie aus den freien Fettsäuren. Diese werden bei Bedarf ständig aus dem Blut entnommen und anschließend von den Fettgeweben wieder aufgefüllt. Allerdings werden normalerweise nur ca. 30% der im Blut zirkulierenden freien Fettsäuren verwertet. Ca. 70% werden wieder zu Triglyceriden synthetisiert und den Fettzellen zur Lipogenese zugeführt.

Unter körperlicher Belastung kehrt sich dieses Verhältnis um, jetzt wird der größte Teil der freien Fettsäuren von den Muskelzellen aufgenommen und zur Energiegewinnung verbrannt. Einen wesentlichen Beitrag leisten dabei die Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin, die unter Belastung freigesetzt werden und die hormonsensitiven Lipasen in den Fettzellen aktivieren. Dadurch steigern diese die Aufspaltung der Triglyceride in den Fettzellen und somit deren Abgabe an die Blutbahn für den Transport zur arbeitenden Muskulatur.

Gleichzeitig hemmen die Katecholamine Insulin, so dass auch das Carnitin-Transportsystem auf voller Leistung laufen kann.

Bei Belastungen geringer bis mittlerer Intensität, das heißt zwischen 25 und 50% der maximalen Leistungsfähigkeit, werden etwa 30 bis 50% der Energie aus Glucose und 50 bis 70% der Energie aus Fetten freigesetzt. Unter diesen Bedingungen sind die Fettsäuren aus den Fettgeweben der entscheidende Energieträger, obwohl zum Teil auch die muskulären Triglyceride zur Energieversorgung herangezogen werden.

Bei höherer Leistung, ab 60 bis 65% der maximalen Leistungsfähigkeit, gewinnen die muskulären Triglyceride eine stärkere Bedeutung für die Bereitstellung von Fettsäuren.
Bei sehr intensiven Belastungen ab 65 bis 70% der maximalen Leistungsfähigkeit wird die Glucose zunehmend zur wichtigsten Energiequelle. Zwar spielen die freien Fettsäuren auch dabei noch eine gewisse Rolle für die Energiebereitstellung, ihr Beitrag nimmt aber mit ansteigender Belastungsintensität ab, da die Fettsäuren bei diesen Belastungen zu langsam aus den Fettzellen freigesetzt, zu langsam transportiert, ungenügend in die Muskelzellen aufgenommen und unzureichend verbrannt werden.

Da die Glycogenvorräte in der Leber und der Muskulatur sehr beschränkt sind, sind diese nach Ausdauerbelastungen von einer Stunde und mehr weitgehend erschöpft. In der Folge kommt es zu einer zunehmenden Nutzung der Fettsäuren. Dabei muss allerdings die Belastungsintensität entsprechend reduziert werden.

Bei sehr lang anhaltenden, über mehrere Stunden andauernden Belastungen wird bis zu 90% der Energie aus Fetten freigesetzt. Zu diesem Zeitpunkt tragen möglicherweise auch Ketonkörper zur Energiebereitstellung bei.



Der Stoffwechsel bei Kohlenhydrat-Intoleranz


Ein besonders hoher Bedarf an zusätzlicher Energie entsteht bei Hypoglykämien und stark abfallenden Blutzuckerspiegeln. Solche Zustände können – wie bereits dargestellt wurde – durch ungeeignete Diäten gefördert werden.

Das besondere hierbei: Der Energiestoffwechsel läuft in solchen Situationen im Belastungsmodus bei voller Ausschüttung der Katecholamine, so als wäre eine größere körperliche Anstrengung zu vollbringen. Tatsächlich befindet sich der Körper aber in Ruhe, eventuell sogar im Schlaf.

Mit anderen Worten: Der normale Energiestoffwechsel kann aus den Fugen geraten, wenn die betroffene Person häufig oder gar bevorzugt Kohlenhydrate in Mengen und in Konzentrationen aufnimmt, für die ihre Stoffwechselprozesse nicht ausgelegt sind, oder anders ausgedrückt, für die diese Person kohlenhydratintolerant ist, zumal – wie dargestellt wurde – unter solchen Bedingungen alternative Energiequellen wie Ketonkörper nicht effizient zur Verfügung stehen.

Bei Menschen mit einer inadäquaten Insulin-Reaktion, die zum Beispiel zu spät oder zu viel Insulin ausschütten, über eine verringerte Insulin-Sensitivität oder eine erhöhte Insulin-Resistenz verfügen (wie dies bei Migränikern der Fall ist ), wird unter solchen Verhältnissen der Blutzuckerspiegel zum Teil sehr schnell ansteigen und irgendwann sehr schnell fallen – und zwar so schnell, wie es in den vielen Millionen Jahren davor nicht bekannt war: Die normalen Blutzucker-Hormone Insulin und Glucagon reagieren dann zu langsam.

Dies geschieht gegebenenfalls 5- oder 6-mal am Tag, immer dann, wenn entsprechende Mahlzeiten eingenommen werden, und Mahlzeiten mit leicht resorbierbaren Kohlenhydraten sind in unserer Zeit die Regel, nicht die Ausnahme.

In den meisten dieser Situationen wird der Stoffwechsel durch eine massive Ausschüttung der Stresshormone Adrenalin und Cortisol eingreifen und den Blutzuckerspiegel künstlich stützen, Insulin hemmen und gleichzeitig die Lipolyse (Fettverbrennung) mobilisieren, so wie es oben für die Belastungssituation beschrieben wurde. In einer Studie – auf die ich noch näher eingehen werde – konnte beobachtet werden, dass während einer Migräneattacke alle diese natürlichen Stress-Maßnahmen zur Abwendung einer zerebralen Energiekrise tatsächlich ablaufen.

Stellen Sie sich einmal vor, in einem Unternehmen ist eine Abteilung damit beschäftigt, alle Lieferantenrechnungen zu bearbeiten und eine andere damit, Rechnungen an Kunden zu schreiben und den Geldeingang zu überprüfen. Die erste Abteilung nennen wir Glucagon, die zweite Insulin. Normalerweise arbeiten beide völlig selbständig und ungestört. Doch plötzlich steigt das Auftragsvolumen gewaltig und es sind keine Rechnungen mehr über 1.000,- EUR zu bearbeiten, sondern ganz häufig über 1.000.000,- EUR. Bei der Ausführung jeder einzelnen Rechnung sind deshalb weitere Gesichtspunkte zu berücksichtigen, etwa die Gesamtliquidität des Unternehmens. Beispielsweise könnte die Ausführung einer Lieferantenrechnung davon abhängen, ob eine ausreichende Anzahl an Kundenrechnungen bereits beglichen wurde. Dies erfordert eine zentrale Koordination, weswegen das Management (Hypothalamus) nun ganz häufig in die Prozesse eingreifen wird. Sie können sich vorstellen, dass ein solches Unternehmen bald nicht mehr rund laufen wird, weil die beiden Abteilungen Insulin und Glucagon nun nicht mehr weitestgehend selbständig operieren können, sondern das Management ständig eingreifen muss. Das Unternehmen ist für die Abwicklung solch großer Rechnungsbeträge offenkundig nicht richtig aufgestellt, oder medizinisch ausgedrückt: Es ist intolerant gegenüber großen Rechnungssummen.

Man könnte deshalb definieren:

Eine Person ist bezüglich einer bestimmten kohlenhydratreichen Ernährungsweise dann als kohlenhydratintolerant zu bezeichnen, wenn sie die Nahrung unter üblichen Bedingungen nicht allein mit den Hormonen Insulin und Glucagon sondern nur mit maßgeblicher Unterstützung der Stresshormone Adrenalin und Cortisol bzw. einer sympathischen Überaktivierung verstoffwechseln kann.

Dies kann im Einzelfall bedeuten, dass eine Person lediglich mit erheblichen Mengen an Zucker und Weißmehl Probleme bekommt, während eine andere Person auch größere Mengen an Vollkornprodukten oder gar Obst nicht reibungslos verarbeiten kann.

Mit dem stark schwankenden Blutzuckerspiegel kommt es gleichzeitig zu starken Schwankungen im Serotonin-Spiegel, mit Stimmungsschwankungen und Heißhungeranfällen, weswegen sich gegebenenfalls innerhalb kurzer Zeit weitere größere Mengen leicht resorbierbarer Kohlenhydrate einverleibt werden. Hierdurch entsteht ein suchthaftes Verhalten.

Durch dieses hormonelle und vegetative Hin und Her gerät der gesamte Organismus in einen ungeheuren Stress. Man könnte es auch so ausdrücken: Der Stoffwechsel läuft nicht mehr gleichmäßig in seinen eng gesetzten Grenzen bzw. in seinem Normalbetrieb, sondern beginnt – in Anlehnung an unser Schallplattenspieler-Beispiel – zu „jaulen“. Wie ein Alkoholiker von Alkohol, ist jetzt der Stoffwechsel von einer regelmäßigen Kohlenhydratzufuhr abhängig, sonst gerät er vollends außer Tritt.

Passiert so etwas häufig und über längere Zeit, dann sind die Konsequenzen unvermeidlich: Chronischer Stress und häufige Energiekrisen des Gehirns.


Fettstoffwechsel bei Migräne


Doch um die energetischen Probleme im Vorfeld und im Rahmen von Migräneattacken verstehen zu können, darf man sich nicht zu sehr auf den Kohlenhydratstoffwechsel konzentrieren, sondern muss vor allen Dingen auch den Fettstoffwechsel im Auge behalten. Und hier gibt es einige bemerkenswerte Beobachtungen.

Die Medizin geht allgemein davon aus, dass das Gehirn bevorzugt Glucose (bzw. eventuell Laktat ) zur Energiegewinnung verwertet . Grundlage dieser Überlegung ist unter anderem die Tatsache, dass freie Fettsäuren die Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden können. Und tatsächlich konnten Messungen bei ruhenden Probanden im Alter von 19 – 29 Jahren mit ausreichender Nahrungszufuhr (also nicht hungernd) zeigen, dass das Gehirn hauptsächlich Kohlenhydrate verstoffwechselt.

Da das Gehirn nur geringe Glykogenspeicher besitzt, es aber auch in Ruhe (zum Beispiel während des Schlafs) eine hohe Stoffwechselaktivität hat, muss eine konstante Glucosezufuhr über das Blut ins Gehirn gewährleistet sein.

Eine Untersuchung konnte allerdings in diesem Zusammenhang zeigen, dass Serotonin eine verstärkte Glykogenolyse (das heißt Freisetzung der Glykogenspeicher) im Gehirn bewirken kann (Quach TT, Rose C, Duchemin AM, Schwartz JC: Glycogenolysis induced by serotonin in brain: identification of a new class of receptor, Nature. 1982 Jul 22;298(5872):373-5). Da es zu Beginn einer Migräneattacke zu einer massiven Entleerung der Serotoninspeicher im Gehirn kommt, könnte dies ein Anzeichen dafür sein, dass es dem Gehirn an Energie mangelt und letzte eigene Reserven mobilisiert werden sollen.

Das Gehirn kann alternativ zur Glucose (bzw. zum Laktat) auch Ketonkörper zur Energiegewinnung verwerten, was man Ketolyse nennt. Wie bereits dargestellt wurde, geschieht dies für die Medizin aber nur in Ausnahmefällen, und zwar dann, wenn über längere Zeit keine ausreichenden Mengen an Kohlenhydraten über die Nahrung aufgenommen wurden. In diesem Fall muss das Gehirn zunächst entsprechende Mengen des Enzyms Beta-Ketoacyl-CoA-Transferase herstellen, wozu es unter den Bedingungen der heute üblichen kohlenhydrat- und kalorienreichen Ernährungsweise in der Regel erst nach einigen Tagen in der Lage ist.

Leider scheint unter den Stoffwechselexperten der Medizin kaum jemand die Frage zu stellen, ob es sich bei der fehlenden Bereitschaft zur Ketolyse des Gehirns um einen Normalzustand oder eher um einen Mangel handelt.

Denn immerhin kann festgestellt werden, dass die Ketolyse für das Gehirn des Säuglings noch von entscheidender Bedeutung ist. Löffler und Petrides führen dazu aus (Löffler, Georg und Petrides, Petro E.: Biochemie und Pathobiochemie, 7. Auflage, 2003, Seite 1055):

"Im Gehirnstoffwechsel eines Säuglings werden zu einem weitaus höheren Anteil Ketonkörper verarbeitet als beim Erwachsenen. Infolgedessen können Säuglinge wesentlich geringere Blutglucosekonzentrationen (20 – 30 mg/dl = 1,2 – 1,8 mmol/l) ohne neurologische Ausfälle tolerieren als Erwachsene. Kurz nach der Geburt steigen die Aktivitäten der Ketonkörper verwertenden Enzyme … deutlich an, wodurch eine optimale Ausnutzung des hohen Fettanteils der Muttermilch möglich wird. Glucose kann jedoch auch beim Säugling nicht vollständig durch Ketonkörper ersetzt werden. Nach dem Abstillen und der Umstellung des Kleinkindes auf kohlenhydratreiche Nahrung fallen die Ketonkörper metabolisierenden Enzymaktivitäten wieder ab."

Und King und Marchesini fügen gar hinzu (King MW, Marchesini S: Fatty Acid Oxidation and Ketone Bodies, http://www.med.unibs.it/~marchesi/fatox.html):

"Acetoacetate and Beta-hydroxybutyrate, in particular, also serve as major substrates for the biosynthesis of neonatal cerebral lipids."

Mit anderen Worten: Die beiden Ketonkörper-Formen Acetoacetat und Beta-Hydroxybutyrat sind sogar für die Entwicklung der kleinkindlichen Gehirnsubstanz erforderlich (Morris AAM: Cerebral ketone body metabolism, Journal of Inherited Metabolic Disease, Volume 28, Issue 2, Apr 2005, Pages 109 – 121).

Es ist bedauerlich, dass in der medizinischen Fachliteratur die Umstellung des Kleinkindes nach dem Abstillen auf eine kohlenhydratreiche Nahrung als die einzig denkbare Möglichkeit dargestellt wird, zumal dies unter Berücksichtigung der gesamten Entwicklungsgeschichte der Menschheit wohl eher die Ausnahme gewesen sein dürfte.

Löffler und Petrides führen in diesem Zusammenhang weiter aus (, Georg und Petrides, Petro E.: Biochemie und Pathobiochemie, 7. Auflage, 2003, Seite 1054):

"Die während eines epileptischen Anfalls massiv gesteigerte neuronale Aktivität wird durch eine erhöhte Glucoseaufnahme sichtbar."

Dies ist bemerkenswert, da gleichzeitig bekannt ist, dass insbesondere unter Epilepsie leidende Kinder hervorragend auf die ketogene Diät ansprechen. Es stellt sich unmittelbar die Frage, ob die erhöhte Glucoseaufnahme nicht auch mit der Unfähigkeit zur Ketolyse einige Zeit nach dem Abstillen und der Umstellung auf eine kohlenhydratreiche Ernährungsweise in Zusammenhang stehen könnte.

Doch kommen wir zum Thema Migräne zurück.

Es wird von zahlreichen Migräneexperten angenommen, dass der Migräneattacke eine so genannte Cortical Spreading Depression vorausgeht. Dazu wurde im Abschnitt Cortical Spreading Depression unter anderem ausgeführt:

  • Um die in der CSD zusammengebrochene Homöostase der Ionenverteilung wiederzuerlangen, müssen die Zellen erhebliche Mengen zusätzlichen Sauerstoff und Glucose aufwenden. Es konnte ein gestiegener Glucoseverbrauch um 200% und Sauerstoffverbrauch um 50% festgestellt werden.
  • Gleichzeitig steigt jedoch die Laktatkonzentration auf etwa 200% an und der Blut-pH-Wert fällt auf etwa 6,9 ab.

Ähnlich wie bei epileptischen Anfällen ist auch hier ein enormer Anstieg des Glucoseverbrauchs festzuhalten.

Verschiedene Studien haben daneben untersucht, welche Veränderungen im Fettstoffwechsel während einer Migräneattacke zu beobachten sind. Hervorzuheben ist insbesondere eine Studie von Shaw et al., bei welcher die gleichen Personen im nüchternen Zustand einmal während einer Migräneattacke und einmal in der attackenfreien Zeit einem intravenösen Glucose-Toleranz-Test unterzogen wurden (Shaw SW, Johnson RH, Keogh HJ: Metabolic changes during glucose tolerance tests in migraine attacks, J Neurol Sci. 1977 Aug;33(1-2):51-9). Die intravenöse Verabreichung der Glucose-Nahrung erfolgte, um eine verzögerte Magen- und Darmaufnahme während einer Migräneattacke auszuschließen. Der Test mit den gleichen Personen während und außerhalb von Migräneattacken sollte gleichzeitig Verzerrungen durch unterschiedliche Stoffwechselverhältnisse bei unterschiedlichen Personengruppen ausschließen.

Dabei zeigte sich während der Migräneattacken ein generell beachtlicher Anstieg bei den Konzentrationen an freien Fettsäuren, Glycerin und Ketonkörpern. Der gleichzeitige Anstieg bei den freien Fettsäuren und den Glycerin-Konzentrationen deutet auf eine verstärkte Aufspaltung von Triglyceriden und damit einer Aktivierung der Lipolyse hin. Daneben wurden ein Anstieg bei den Cortisol-Spiegeln und ein Abfall bei den Insulin-Spiegeln festgestellt. Alle diese Ergebnisse können konsistent als eine Stressreaktion mit sympathischer Aktivierung interpretiert werden (Anthony M: Biochemical indices of sympathetic activity in migraine, Cephalalgia. 1981 Jun;1(2):83-9).

Besonders aufschlussreich ist aber die Entwicklung der Ketonkörperkonzentration (siehe dazu die folgende Abbildung: Ketonkörperkonzentrationen während Glucose-Toleranz-Test). Zunächst ist diese bereits vor der Attacke erhöht (Hockaday JM, Williamson DH, Whitty CW: Blood-group levels and fatty-acid metabolism in migraine related to fasting, Lancet. 1971 Jun 5;1(7710):1153-6), sinkt dann deutlich nach intravenöser Verabreichung von Glucose, um dann nach einiger Zeit parallel zum Absinken des Blutzuckerspiegels wieder deutlich anzusteigen.

Da die Ketonkörperkonzentration während der Glucoseeinnahme abfällt, muss angenommen werden, dass diese im restlichen Zeitraum auf Grund von energetischen Mangelzuständen erhöht ist. Mit anderen Worten: Der Anstieg der Konzentrationen bei den freien Fettsäuren und Ketonkörpern ist Ausdruck einer energetischen Krise. Hierbei muss es sich in erster Linie um eine energetische Krise im Gehirn handeln, da

  • bei den Probanden der Studie als einzige Symptomatik eine Migräneattacke vorlag und
  • die betroffenen Personen keinen sonstigen körperlichen Stress hatten.

Eine solche energetische Krise ist aber nicht mit einer verstärkten Bereitstellung von freien Fettsäuren und Ketonkörpern überwindbar, da

  • das Gehirn freie Fettsäuren nicht nutzen kann (diese können die Blut-Hirnschranke nicht überwinden) und
  • es bei üblicher Ernährungsweise auf Grund der fehlenden Enzyme an die Verwertung von Ketonkörpern (Ketolyse) nicht ausreichend adaptiert ist.

Wir haben es hier also mit einer energetischen Krise des Gehirns zu tun, in der zwar prinzipiell genügend Energie vorliegt, die aber vom Gehirn nicht genutzt werden kann.



Ketonkörperkonzentrationen während Glucose-Toleranz-Test

Daneben wurde festgestellt, dass das Verhältnis der beiden Ketonkörper-Formen Beta-Hydroxybutyrat (3HB) zu Acetoacetat (AcAc) während des gesamten Zeitraums einer Migräneattacke um den Faktor 2 – 4 erhöht war. Mitchell et al. führen dazu aus (Mitchell GA, Kassovska-Bratinova S, Boukaftane Y, Robert MF, Wang SP, Ashmarina L, Lambert M, Lapierre P, Potier E: Medical aspects of ketone body metabolism, Clin Invest Med. 1995 Jun;18(3):193-216):

"An abnormal elevation of the 3HB/AcAc ratio usually implies a non-oxidized state of the hepatocyte mitochondrial matrix resulting from hypoxia-ischemia or other causes."

Mit anderen Worten: Das abnorm erhöhte Verhältnis der Konzentrationen der beiden Ketonkörper-Formen kann durch einen Sauerstoffmangel (Hypoxie) bzw. eine relative Blutleere (Ischämie), das heißt durch eine Energiemangelsituation, verursacht sein.

Hier rächt es sich, dass der Körper aus ökonomischen Gründen den größten Teil der gespeicherten Energie in Form von Fett vorhält, welches aber nur zu einem geringen Teil in Glucose zurückverwandelt werden kann. Dies mag für Lebewesen mit einem gemessen an der Körpergröße kleineren Gehirn und folglich kleineren relativen zerebralen Energieanforderungen angemessen sein, für den Menschen mit seinem energiehungrigen großen Gehirn ist diese Situation jedoch problematisch.

In Experimenten mit Ratten konnte nachgewiesen werden, dass deren Gehirn in Sauerstoffmangelsituationen (Hypoxie) bei ausreichender Versorgung mit Ketonkörpern länger überlebensfähig ist als bei reiner Glucose-Versorgung (Kirsch JR, D'Alecy LG: Hypoxia induced preferential ketone utilization by rat brain slices, Stroke. 1984 Mar-Apr;15(2):319-23). Einige Wissenschaftler vermuten deshalb bereits, dass Ketonkörper für ein auf diese Energieträger eingestelltes Gehirn eine besonders effiziente Energiequelle darstellen (Veech RL: The therapeutic implications of ketone bodies: the effects of ketone bodies in pathological conditions: ketosis, ketogenic diet, redox states, insulin resistance, and mitochondrial metabolism, Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2004 Mar;70(3):309-19).

Eine wesentliche Ursache zerebraler Energiekrisen kann folglich die fehlende Bereitschaft des Gehirns zur Nutzung von Ketonkörpern (Ketolyse) in Energiemangelsituationen und damit die zu einseitige Ausrichtung auf den in der Zuführung zu instabilen Brennstoff Glucose sein (Strahlman, R. Scott: Can Ketosis Help Migraine Sufferers? A Case Report. Headache: The Journal of Head and Face Pain. Volume 46 Page 182 – January 2006. doi:10.1111/j.1526-4610.2006.00321_5.x). Und diese Bereitschaft wird durch die heute übliche kalorien- und kohlenhydratreiche Ernährungsweise ohne Phasen längerer vergeblicher Nahrungssuche (bzw. Fasten) unterbunden. Oder mit den Worten von Löffler und Petrides (Löffler, Georg und Petrides, Petro E.: Biochemie und Pathobiochemie, 7. Auflage, 2003, Seite 1055):

"Nach dem Abstillen und der Umstellung des Kleinkindes auf kohlenhydratreiche Nahrung fallen die Ketonkörper metabolisierenden Enzymaktivitäten wieder ab."

Man könnte deshalb die These aufstellen:

Chronische Hypoglykämie ist Ausdruck der fehlenden Ketolysefähigkeit des Gehirns.

Es ist nicht auszuschließen, dass die Bereitschaft des Gehirns zur Verarbeitung von Ketonkörpern nicht nur durch die heutige Ernährungsweise, sondern auch durch die modernen Migränemedikamente – die Triptane – maßgeblich unterbunden wird. Denn ein schwerer Migräneanfall ohne medikamentöse Behandlung bedeutet in der Regel, dass Sie mindestens 10 Stunden (oft sogar deutlich länger) nicht in der Lage sind, Nahrung aufzunehmen. Häufig beginnt eine Migräneattacke dabei bereits aus einem Hungerzustand heraus. Es ist dann leicht möglich, dass Sie durch die Attacke gezwungen sind, 24 Stunden auf Nahrung zu verzichten. In dieser Zeit wird das Gehirn bereits versuchen, Enzyme zur Ketonkörperverarbeitung aufzubauen. Möglicherweise ist die Erholung am Ende der Attacke bereits zum Teil auf die Verwertung von Ketonkörpern zur Energiegewinnung im Gehirn zurückzuführen.

Nach einer solchen Attacke sind Sie nun möglicherweise länger vor einer weiteren Attacke geschützt, weil Ihr Gehirn es gelernt hat, zum Teil Ketonkörper für die Energiegewinnung einzusetzen. All dies wird durch die modernen Triptane unterbunden, denn diese sorgen ja in der Regel dafür, dass Sie spätestens nach 2 Stunden wieder voll einsatzbereit sind, und diese Zeit ist zu kurz für den Aufbau von Ketonkörper-Enzymen im Gehirn.

Dies würde sich auch mit der häufigen Beobachtung von Migränebetroffenen decken, dass Triptane zwar sehr effizient gegen Migräneattacken wirken, allerdings mit der Konsequenz, dass die Attackenfrequenz seit der regelmäßigen Einnahme der Triptane bei ihnen angestiegen ist.

Es ist durchaus vorstellbar, dass die Bereitschaft des Gehirns zur Nutzung von Ketonkörpern in Energiemangelsituationen irgendwann auch medikamentös gefördert werden kann (Veech RL, Chance B, Kashiwaya Y, Lardy HA, Cahill GF Jr.: Ketone bodies, potential therapeutic uses, IUBMB Life. 2001 Apr;51(4):241-7).

Und es ist gleichfalls vorstellbar, dass die Wiederherstellung der zerebralen Fähigkeit zur Ketolyse das verbindende Glied zwischen verschiedenen diätischen Ansätzen zur Verbesserung einer Migräneerkrankung bzw. sonstiger Gesundheitsverbesserungen ist (Greene AE, Todorova MT, McGowan R, Seyfried TN: Caloric restriction inhibits seizure susceptibility in epileptic EL mice by reducing blood glucose, Epilepsia 2001 Nov;42(11):1371-8, Mantis JG, Centeno NA, Todorova MT, McGowan R, Seyfried TN: Management of multifactorial idiopathic epilepsy in EL mice with caloric restriction and the ketogenic diet: role of glucose and ketone bodies, Nutr Metab (Lond). 2004; 1: 11), wie zum Beispiel:

  • LowCarb
  • Fasten
  • Trennkost
  • Unterkalorische Ernährung (Low Calories)


Die Antwort der Schulmedizin


Doch was ist die Antwort der Schulmedizin auf die beschriebenen Situationen?

Es wird Ihnen nicht erläutert, dass es Ihre Ernährung ist, die Ihren Gehirnstoffwechsel einschränkt und dann ins Schlingern bringt, sondern die Aussage ist eher die folgende:

"Es ist normal, dass Ihr Stoffwechsel schlingert. Um größere Ausfälle zu verhindern, sollten Sie ein regelmäßigeres Leben führen und insbesondere regelmäßig und spätestens alle 3 Stunden eine kleine Mahlzeit zu sich nehmen."

Diese Antwort ist grotesk. Denn das bedeutet ja letztendlich nichts anderes, als dass Sie die im Körper vorhandenen und über Hunderte von Millionen Jahren entstandenen Mechanismen zur Selbststeuerung ignorieren und abschalten und stattdessen zur Handsteuerung übergehen sollen. Es ist fast so, wie wenn ein Kunde seinen nagelneuen geregelten HiFi-Schallplattenspieler wegen Gleichlaufschwankungen reklamiert, und man ihm im Geschäft die Antwort gibt:

"Dazu gibt es an der Seite ein kleines Schwungrad wie bei den alten Grammophonen: Kurbeln Sie regelmäßig beim Abspielen, dann jault nichts mehr."

Kurz: Viele Kopfschmerzexperten wollen Ihnen weismachen, dass Sie nicht die so genannte "Krone der Schöpfung" sind, sondern wie ein altes Grammophon funktionieren, welches regelmäßig per Hand angetrieben werden muss, oder wie ein Handy, welches spätestens alle 3 Stunden wieder ans Netz muss, damit es nicht für mehrere Tage ausfällt.

Von dieser Vorstellung sollten Sie sich lösen. Besinnen Sie sich wieder darauf, welch leistungsfähigen Organismus Sie besitzen. Schalten Sie die Handsteuerung aus und Ihren Auto-Piloten an, damit Sie sich wieder auf die wesentlichen Dinge im Leben konzentrieren können.


 




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