Der Einfluss der Ernährung auf die körpereigene Testosteronproduktion 1

Quelle: http://www.mesomorphosis.com/articles/incledon/diet-01.htm
von Thomas Incledon und Lori Gross

Einleitung

Dieser Artikel ist in zwei Teile unterteilt:

• Teil 1 gibt einen Überblick darüber, wie die Testosteronausschüttung im Körper stimuliert wird, wie die Menge der zugeführten Kalorien den Testosteronspiegel beeinflusst und welchen Einfluss das Nahrungseiweiß auf den Spiegel des im Körper zirkulierenden Testosterons hat.
  
• Teil 2 erklärt, wie Kohlenhydrate und Fett die Testosteronsynthese und Testosteronausschüttung beeinflussen und fasst dann alle Informationen zusammen, um die Planung der Ernährung im Hinblick auf den Testosteronspiegel zu planen. Man sollte immer im Hinterkopf behalten, dass dies ein komplexer Vorgang ist.

Die referenzierten Studien beziehen sich in der Regel nur auf Männer. Es werden jedoch auch Untersuchungen an Tieren zitiert, wenn es darum geht, vermutete Mechanismen darzustellen oder zu beschreiben, wie Veränderungen im Körper stattfinden. Auch wenn die Darstellung an einigen Stellen wissenschaftlich komplexer werden kann, sollte man trotzdem weiter lesen, da man an diesen Stellen einiges lernen kann, was auf die eigene Ernährung anwendbar sein könnte.

Die HPT Achse

Jeder Artikel, der sich mit dem Einfluss der Ernährung auf die körpereigene Hormonproduktion beschäftigt wäre unvollständig, ohne einen grundlegenden Überblick über die Beziehung der Hormone und Organe der HPT Achse. Die Drüsen dieser Achse umfassen den Hypothalamus, die Hypophyse und die Hoden. Die Abfolge der Prozesse, die schließlich zur Herstellung und/oder Ausschüttung von Testosteron führt, beginnt beim Hypothalamus. Hier setzen spezielle Nervenzellen ein Hormon mit dem Namen Gonadoliberin (GnRH) frei. Gonadoliberin ist ein Peptidhormon, welches aus 10 Aminosäuren besteht und über den Blutkreislauf zu den Hypophysenvorderlappen gelangt, wo es die Freisetzung des Luteinisierenden Hormons (LH) stimuliert (1). Das LH Hormon gelang über den Blutkreislauf zu den Leydig Zellen der Hoden, and deren Rezeptoren es andockt. Dieser Vorgang beinhaltet auch die Aktivität des P-450scc Enzyms(1). Über eine Folge von fünf enzymatischen Schritten wird schließlich Cholesterin in Testosteron umgewandelt.

Der Körper reguliert die im Blutkreislauf zirkulierende Menge an Testosteron über mehrere unterschiedliche Mechanismen. Wenn sich das Testosteron erst einmal im Blutkreislauf befindet, ist ca. 44% des Testosterons an ein Protein namens Sexualhormon bindendes Globulin (SHGB) gebunden, welches auch als Testosteron bindendes Globulin bezeichnet wird, um seine stärkere Affinität für Testosteron als für Östradiol hervorzuheben. Etwa 54% des Testosterons ist an Albumin oder andere Eiweiße gebunden, so dass noch 2% des Testosterons im Blut als freies Testosteron (fT) übrig bleibt. Es wird angenommen, dass nur das freie Testosteron und das Albumin gebundene Testosteron dazu in der Lage ist, mit dem Körpergewebe zu interagieren. Auf die Wichtigkeit dieser Annahme wird später bei der Analyse der Ergebnisse unterschiedlicher Studien noch genauer eingegangen. Von dem Testosteron, das zur Interaktion mit Körpergewebe in der Lage ist, dockt ein Teil an den sogenannten Steroidrezeptoren an. In den meisten Gewebetypen, wie z.B. dem Muskelgewebe stimuliert das Testosteron auf diese Weise direkt die Proteinsynthese. In anderen Gewebetypen, wie z.B. dem Gehirn oder dem Fettgewebe kann Testosteron mit Hilfe des Aromataseenzyms zu Östradiol umgewandelt werden. In wieder anderen Gewebetypen erfolgt eine Umwandlung in Dihydrotestosteron (DHT) über das 5-alpha-Reduktaseenzym. Testosteron kann sowohl direkt als auch über den Umweg der Umwandlung in Östradiol oder DHT die weitere Testosteronausschüttung hemmen.

Die Umwandlung von Testosteron in Östradiol oder DHT kann sowohl im Gehirn, als auch in unterschiedlichen anderen Körpergewebetypen stattfinde. Östradiol und Testosteron haben eine stärkere unterdrückende Wirkung auf die Testosteronausschüttung als DHT. Dieser Vorgand der Unterdrückung wird auch als negative Rückkopplung bezeichnet. Diese negative Rückkopplung ist der Grund dafür, dass die Verwendung von Steroiden, Enzyminhibitoren und Prohormonen alles andere als Optimal ist, wenn es um eine Erhöhung des Testosteronspiegels geht. Die Unterdrückung ist ein dynamischer Vorgang. Wenn sich der Testosteronspiegel im Blut erhöht erfolgt eine stärkere Unterdrückung. Als Resultat hiervon produziert der Körper weniger Testosteron. Genau das Gegenteil passiert, wenn der Testosteronspiegel im Blut abfällt.

Dieser Überblick beschreibt die Vorgänge im Körper natürlich nur in einer stark vereinfachten Form. Der Körper ist ein hochkomplexer Organismus und in der Realität wirken noch viele weitere Faktoren auf diesen Regelkreislauf ein. Mit der obigen Beschreibung sollte nur das grundlegende Problem beschrieben werden, welches auftritt, sobald man versucht die Menge des im Blutkreislauf zirkulierenden Testosterons zu erhöhen.

Der Einfluss der Kalorienzufuhr auf den Testosteronspiegel

Fast jeder hat schon einmal die Entscheidung getroffen, dass es an der Zeit ist, etwas Gewicht zu verlieren und eine Diät durchzuführen. Diäten bedeutete immer eine Einschränkung der Kalorienzufuhr. Es gibt auch Menschen, die der festen Überzeugung sind, dass Fasten notwendig ist, um den Körper von unerwünschten Giftstoffen und Abfallprodukten des Stoffwechsels zu reinigen. Es stellt sich nun die Frage, welchen Einfluss eine mehr oder weniger starke Reduktion der Kalorien auf das Endokrine System und die HPT Achse hat. Wie viele der Leser bestimm schon richtig vermutet haben, bringt eine Kalorienrestriktion dieses System ziemlich durcheinander. preview Eine Fastenphase von nur 5 Tagen kann die LH Werte, die Testosteronmenge und die Menge freien Testosterons um 30-50% reduzieren (2).

Wahrscheinlich reagiert der Körper bei einem Mangel an Energie mit einer verringerten GnRH Ausschüttung durch den Hypothalamus. Dies führt wiederum zu einer verringerten LH Ausschüttung, wobei das Schema der LH Ausschüttung unverändert bleibt, jedoch die Menge des ausgeschütteten LH Hormons während dem jeweiligen Ausschüttungsintervall reduziert ist. Hierdurch gibt der Körper ein schwächeres Signal zur Stimulation der Testosteronproduktion bzw. Ausschüttung. Zusätzlich hierzu legen Ergebnisse von Studien an Ratten nahe, dass während einer Fastenphase die Funktionsfähigkeit der Enzyme der Hoden, welche an der Testosteronproduktion beteiligt sind, reduziert ist (3). Das würde bedeuten, dass selbst wenn ausreichend LH die Hoden erreichen würde trotzdem nicht die normale Menge an Testosteron produziert werden könnte.

Die Reduzierung des Testosteronspiegels ist wahrscheinlich mit für den Abbau fettfreier Körpermasse während einer Diät oder Fastenphase verantwortlich. Dies ist natürlich genau das Gegenteil, von dem, was wir erreichen wollen. Trotzdem setzen viele Elitesportler Fasten gezielt in ihrer Wettkampfvorbereitung ein. Fasten vor einer Dopingkontrolle ist eine beliebte Maßnahme, da so trotz der Verwendung anaboler Steroide ein negatives Testergebnis erreicht werden kann. Doch bevor man sich jetzt mit Anabolika voll pumpt und hofft, eine Dopingkontrolle durch Fasten austricksen zu können, sollte man bedenken, dass diese Methode alles andere als sicher ist und nicht funktioniert, wenn sich noch Abbauprodukte von Steroiden im Körper befinden.

Eines der größten Probleme während der Diät ist die Erhaltung der hart erarbeiteten Muskelmasse. Eine großes Kaloriendefizit, egal ob durch verminderte Nahrungszufuhr oder verstärkte körperliche Anstrengung, führt zu einem Absinken des Testosteronspiegels (4). Werden die Kalorien jedoch nur um bis zu 15% gesenkt, hat dies keinen negativen Einfluss auf den Testosteronspiegel (5). Diese Ergebnisse sollten bei der Planung einer Diät berücksichtigt werden. Wenn man die Kalorien zu stark reduziert, senkt man den Testosteronspiegel und riskiert somit den Verlust von Muskelmasse. Die gute Nachricht ist, dass wenn ein Refeed erfolgt und die Kalorienzufuhr wieder auf die verbrauchte Kalorienmenge angehoben wird, der Testosteronspiegel sich in den meisten Fällen wieder normalisiert. Die schlechte Nachricht ist, dass wenn man regelmäßig ein hohes Volumen an Ausdauertraining betreibt, das Anheben der Kalorien keine Normalisierung eines abgesenkten Testosteronspiegels bewirkt.

Wenn bei Männern zu viele Kalorien zugeführt werden, wie es in der Massephase oft der Fall ist, kann dies auch zu einer Reduzierung des Testosteronspiegels führen, falls sich die Fettmenge im Oberkörperbereich erhöht (6). Es schein somit ratsam zu sein, in der Massephase maximal 1000 kcal über dem Verbrauch zuzuführen. Wenn man die Fachliteratur zu diesem Thema auswertet, kommt man zu dem Schluss, dass sowohl starke Erhöhungen des Körperfettanteils innerhalb kurzer Zeit, als auch eine langsame aber dafür langfristige Erhöhung des Körperfettanteils den Testosteronspiegel senkt. Dies könnte an einer Wechselwirkung zwischen Testosteron und Insulin und/oder dem Aromataseenzym liegen. Es ist offensichtlich, dass bei erhöhter Körperfettmenge die Aromataseaktivität in den Fettzellen gesteigert wird und somit mehr Testosteron in Östradiol umgewandelt wird.

Das Zusammenspiel zwischen Testosteron und Insulin ist weitaus komplexer und noch nicht genau erforscht. Einige Untersuchungen haben gezeigt, dass Insulin den Testosteronspiegel positiv beeinflussen kann (7), wogegen die Zufuhr einer Kohlenhydrat û Protein Mischung in flüssiger Form, welche den Insulinspiegel anhebt, bei Kraftsportlern zu einer Reduzierung des Testosteronspiegels geführt hat (8,9). Hierfür könnte eine verstärkte Aufnahme des Testosterons in Körpergewebe wie z.B. die Muskulatur, eine verstärkte Ausscheidung von Testosteron über den Urin oder eine verringerte Testosteronproduktion durch die Hoden verantwortlich sein.

Auch wenn folgende Faktoren nicht mit der Kalorienzufuhr in Verbindung stehen, soll an dieser Stelle nicht unerwähnt bleiben, dass auch die Flüssigkeitszufuhr und der Schlafrhythmus einen Einfluss auf den Testosteronspiegel haben könnten. Eine Reduzierung des Körpergewichts um 3,8 % aufgrund von Dehydration hatte zwar während körperlicher Aktivität im unteren Intensitätsbereich keinen Einfluss auf den Testosteronspiegel (10), doch man sollte an dieser Stelle lieber kein Risiko eingehen. Als Mindestmenge gilt eine Flüssigkeitszufuhr von 30 ml pro Kilo Körpergewicht. Wichtig ist auch, auf ausreichend Schlaf zu achten, da eine Störung des Schlafrhythmus den Testosteronspiegel um bis zu 50% reduzieren kann.

Der Einfluss der Proteinzufuhr auf den Testosteronspiegel

Der direkte Einfluss von Nahrungsprotein auf den Testosteronspiegel ist beim Menschen bisher noch nicht besonders gut erforscht. Einige Studien haben die Wirkung einer Ernährungsweise mit hoher Proteinzufuhr bei stark übergewichtigen im Bezug auf die Gewichtsreduzierung untersucht. Auch wenn es nicht so klingt, als ob dies für uns interessant sein könnte, sollte man doch weiter lesen, da wir das Puzzle nach und nach zusammensetzen werden. Stark übergewichtigen Männern, die pro Tag 600 Kalorien zu sich nahmen, wobei 400 Kalorien in Form von Eiweiß zugeführt wurden (50g Protein aus Rindfleisch und 50g Casein), hatten bei dieser Ernährungsform einen niedrigeren Testosteronspiegel als während einer Fastenphase ohne Nahrungszufuhr (12). Wenn die Nieren Testosteron aus dem Blut herausfiltern, wird normalerweise ein Teil dieses Testosterons wieder aus den Nieren in den Blutkreislauf abgegeben. Die Wissenschaftler kamen nun zu der Schlussfolgerung, dass aufgrund der höheren Proteinmenge eine größere Menge an Ketokörpern gebildet wird. Diese Ketokörper werden auch durch die Nieren aus dem Blut gefiltert und zum Teil wieder in den Blutkreislauf abgegeben, wobei bei der Wiedereinschleusung in den Blutkreislauf die Ketone dem Testosteron vorgezogen werden. Auch wenn die meisten Leser des Artikels wahrscheinlich nicht stark übergewichtig sind, sind doch Diäten mit hoher Proteinzufuhr bei Bodybuildern und Gewichthebern beliebter als bei anderen Sportlern.

Es besteht die Möglichkeit, dass bei einer ketogenen Diät wie der Atkins Diät, der anabolen Diät oder der Bodyopus Diät während der ketogenen Phase vermehrt Testosteron über den Urin ausgeschieden wird.
Es ist wissenschaftlich belegt, dass Nahrungseiweiß die Verstoffwechslung verschiedener Stoffe im Körper beeinflussen kann. Durch eine Serie von Experimenten wurde gezeigt, dass unterschiedliche Nahrungsmittel den Stoffwechsel bzgl. verschiedener Chemikalien beeinflussen können (13). So kann z.B. Salat oder Rosenkohl die Funktionsweise bestimmter Leberenzyme verändern. Hierdurch könnte wiederum die Halbwertszeit bestimmter Medikamente im Körper verändert werden. Wenn man sich anschaut, wie viele verschiedene Diäten ausgeführt werden und wie viele unterschiedliche Medikamente eingenommen werden, lag dies nahe zu untersuchen, inwiefern durch eine Veränderung der Ernährung die Verstoffwechslung bzw. der Abbau bestimmter Medikamente beeinflusst werden kann.

Es hat sich gezeigt, dass bei einer Ernährungsweise mit mehr Kalorien in Form von Protein als in Form von Kohlenhydraten oder Fett manche Medikamente schneller abgebaut werden. Da die Ernährung die Verstoffwechslung bestimmter Medikamente beeinflussen kann, könnte sie auch einen Einfluss auf die Leberenzyme haben, welche am Abbau von anabolen Steroiden beteiligt sind. Wie sich herausstellte, reduziert eine proteinreiche Ernährung die Umwandlung von Testostron (14), was eine Reduzierung des DHT- und/oder Androsteronspiegels bedeuten könnte, welche sich in der Regel positiv auswirken sollte. Leider wurde der DHT Spiegel bei dieser Untersuchung nicht bestimmt, es wurde jedoch eine leicht erhöhte Testosteronausscheidung über den Urin festgestellt, die sich allerdings nicht im statistisch signifikanten Bereich bewegte. Die Versuchspersonen befanden sich nicht im Zustand der Ketose, was darauf hinweisen könnte, dass Ketokörper evtl. doch nicht für eine verstärkte Testosteronausscheidung verantwortlich sind. Unabhängig vom genauen zugrundeliegenden Mechanismus gibt es in der medizinischen Fachliteratur ausreichend Hinweise darauf, dass die Testosteronausscheidung über den Urin erhöht ist, falls mehr Proteine als Kohlenhydrate verzehrt werden.

Eine Doppelblindstudie mit sieben gesunden Männern im Alter von 23 bis 43 Jahren verglich eine proteinreiche Ernährung mit einer kohlenhydratreichen Ernährung (15). Diese Studie wurde oft als Beweis dafür angegeben, dass eine proteinreiche Ernährung den Testosteronspiegel im Blut reduziert. Die kohlenhydratreiche Ernährungsweise aus dieser Studie wird im zweiten Teil dieses Artikels näher betrachtet, wenn es um den Einfluss von Kohlenhydraten auf den Testosteronspiegel geht. Die proteinreiche Ernährung der Studie bestand aus 44% Eiweiß, 35% Kohlenhydraten und 21% Fett bei einer Kalorienzufuhr von 2400 û 2500 kcal pro Tag. Das Gewicht der Probanden lag zwischen 64 und 72 Kilo. Wenn man auf Basis von 2450 kcal nun die Nährstoffmengen in Gramm berechnet, kommt man auf eine Zufuhr von 270g Protein, 215g Kohlenhydrate und 58g Fett pro Tag.

Wichtiger als die gesamte Testosteronmenge ist der Bruchteil der Testosteronmenge, welcher in einer bioverfügbaren Form vorliegt. (Weiter oben im Artikel wurde bereits angesprochen, dass das an SHBG gebundene Testosteron nicht bioverfügbar ist, das restliche Testosteron jedoch schon.) Während der proteinreichen Phase der Studie war die Gesamtmenge an Testosteron bei den Probanden um 28% niedriger als während der kohlenhydratreichen Phase (15). Hierbei lag die Spanne bei den sieben Testpersonen zwischen 10 und 93%. Gleichzeitig mit der Reduzierung der Testosteronmenge wurde jedoch auch eine mittlere Reduzierung des SHBG Spiegels um 39% gemessen, wobei die Spanne hier zwischen 19 und 64% lag. Diese Werte erwecken den Eindruck, dass trotz einer absolut gesehenen Senkung des Testosteronspiegels die Menge an bioaktivem Testosteron während der proteinreichen Ernährungsphase höher war, als während der kohlenhydratreichen Phase. Leider kann dies nicht mit Bestimmtheit gesagt werden, da die Menge des SHBG gebundenen und des freien Testosterons nicht gemessen wurden.

Auf den ersten Blick sieht es so aus, als ob eine durchschnittliche Reduzierung des SHBG um 39% und eine Reduzierung des Gesamttestosterons um 28% zu mehr bioaktivem Testosteron führen würde. Wenn wir jedoch die hormonellen Veränderungen auf Basis der Werte aus der Studie genau berechnet, kommt man zu einem anderen Ergebnis. Die mittlere Testosteronmenge war 371 ± 23 ng/dL. Die in klinischen Studien verwendete Einheit ist nmol/L. Wenn man nun die Testosteronmenge mit dem Umrechnungsfaktor 0,0347 multipliziert, kommt man auf 12.9 ± .8 nmol/L. Die mittlere SHBG Menge lag bei 23.4 ± 1.6 nmol/L. Wenn man nun annimmt, dass die mittlere an SHBG gebundene Testosteronmenge bei 44% liegt, dann kommt man auf 0.44 x 12.9 ± .8 nmol/l = 5.7 ± .4 nmol/L SHBG gebundenes Testosteron. Somit verbleiben 7.2 ± .4 nmol/L Testosteron bioverfügbar. Leider geht aus der Studie nicht hervor, ob die Menge des an SHBG gebundenen Testosterons vom normalen Durchschnitt von 44% abwich, was zur Folge hätte, dass entweder mehr oder weniger bioverfügbares Testosteron vorliegen würde.

Aus einer anderen Studie der selben Gruppe von Wissenschaftlern unter Verwendung der selben Ernährungsform aber anderen Probanden geht hervor, dass das Verhältnis von 5a-Reduktion zu 5b-Reduktion (5a/5b) von Testosteron um 50% reduziert wird, wobei diese Reduzierung auf eine geringere Rate der 5a-Reduktion zurückgeführt wurde (14). Auch wenn es zu einer Reduzierung der 5a Reduktion kommt, führte dies nicht zu einer Erhöhung des Testosteronspiegels. Die Reduzierung der Androsteronmenge führte zu einer geringen, statistisch nicht signifikanten, Erhöhung der Mengen anderer Testosteronabbauprodukte. Ein anderer interessanter Aspekt ist, dass es bei der proteinreichen Ernährung zu einer um 14-15% erhöhten Oxidation von Östradiol kommt. Leider wurden die absoluten Östradiolmengen nicht gemessen. Dies hätte Hinweise darauf geben können, über welche Mechanismen eine proteinreiche Ernährung die Gesamttestosteronmenge reduziert (z.B. verstärkte negative Rückkopplung auf den Testosteronspiegel durch Östradiol). Da bisher nur eine Studie in diese Richtung vorliegt, ist es schwer endgültige Schlussfolgerungen hieraus zu ziehen. Aufgrund der Ergebnisse der Studie lässt sich jedoch zumindest vermuten, dass eine proteinreiche Ernährung die anabole Wirkung des körpereigenen Testosterons verringert. Dies wurde bisher noch nicht im Labor nachgewiesen und ist somit als spekulative Hypothese anzusehen. Vielleicht ist die Verringerung der Testosteronmenge das Resultat einer verstärkten Ausscheidung von Testosteron über den Urin, entweder als Testosteron oder als eines seiner Abbauprodukte. Möglich wäre auch eine verstärkte Umwandlung von Testosteron in Östradiol oder ein beschleunigter Testosteronabbau durch die Leber.

Ausblick auf Teil 2 des Artikels: Der Einfluss von Kohlenhydraten und Fett auf den Testosteronspiegel
Wir hoffen, dass dieser Artikel etwas an Wissen über die Testosteronproduktion und den Einfluss der Kalorien- und Proteinmenge auf den Testosteronspiegel vermitteln konnte. Im zweiten Teil des Artikels wird der Einfluss von Kohlenhydraten und Fett auf den Testosteronspiegel näher betrachtet. Am Ende werden wir alle Ergebnisse aus beiden Teilen zusammenfassen und untersuchen, wie diese in eine Ernährungsstrategie integriert werden können.

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Quellen

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