Hungrige, hungrige Hormone (I)

Ist es wirklich so einfach?

Ich wünschte, ich würde jedes Mal einen Cent dafür bekommen, wenn ich einen Personaltrainer oder irgendeinen Studio-Guru auf eine Trainings-, oder Ernährungbezogene Frage, mit: "Nun, ganz einfach…" antworten höre.

Wiese absolviere ich immer drei Sätze mit 10 Wiederholungen pro Satz?
Nun, ganz einfach…

Wieso sollte ich mehr Protein essen?
Nun, ganz einfach…

Wieso komme ich nach einigen Wochen Diät nicht mehr voran?
Nun, ganz einfach…

Wieso reagiert das Fitness Model mit dem Spitzentanga nicht auf mein Grunzen und mein Scharren mit den Händen?
Nun, ganz einfach…

Jedesmal, wenn ich die "Nun, ganz einfach…" Clowns bei der Arbeit sehe, frage ich mich, wie reich ich wohl werden könnte, wenn ich tatsächlich diese Cents bekäme. Als nächstes frage ich mich, ob wirklich irgendetwas so einfach ist, wie sie es darstellen. Schlussendlich frage ich mich, ob sie von jemandem vermisst werden würden, wenn sie irgendwo im Norden von New York begraben wären.

Mir scheint es, als seien die meisten der Trainings-, und Ernährungsfragen, besonders diejenigen, die sich auf unsere physiologischen Reaktionen auf bestimmte Manipulationen beziehen, recht komplex, anstatt "Nun, ganz einfach…". Ich denke eher, dass die Antwort auf fast jede Trainings-, und Ernährungsbezogene Frage, "Nun, es kommt darauf an…" ist.

Nahrungsversorgung und Stoffwechselregulation

Eine der Antworten auf Ernährungsfragen hat kürzlich den "Nun, ganz einfach…“" Status erlangt: Wenn man weniger isst, dann neigt die Stoffwechselrate (Metabolismus) dazu, sich zu verlangsamen. Umgekehrt wird die Stoffwechselrate schneller, wenn man mehr isst.

Während die meisten Ernährungs-Anhänger diese Vorstellung bis zum Überdruss diskutieren, frage ich mich, ob überhaupt einer von ihnen dieses Phänomen wirklich versteht.
Nur, wie weiß der Körper, dass wir weniger essen?

Umgekehrt, wie weiß er, dass wir mehr essen? preview

Darüber hinaus stellt sich die Frage, wie der Körper die Gesamtstoffwechselrate anpassen kann, um diese an die Energieaufnahme anzupassen?

Dies sind nur ein paar Fragen, die es zu beantworten gilt, wenn wir eine bessere Manipulation unserer Körperzusammensetzung anstreben. Schlussendlich ist unser Energieverbauch eng mit unserer Energieaufnahme verbunden (seht Euch hierzu meine Abbildung dessen, weiter unten, an), weswegen wir uns darüber klar werden müssen, wo und wie hier eine Verbindung stattfindet.



Indem wir diese Verbindung, sowie die Zusammenhänge zwischen Verbrauch und Aufnahme verstehen, sind wir hoffentlich in der Lage, Wege zu finden, die Beziehungen zueinander, voneinander zu unterscheiden. Wäre der Verbrauch beispielsweise nicht so von der Aufnahme abhängig, dann könnten wir unsere Körperzusammensetzung einfacher manipulieren und die unangenehme Stillegung des Stoffwechsels vermeiden, die eine Diät immer begleitet. Umgekehrt wären viele von Euch, die ihr Diät haltet, nicht so hungrig, bei dem Versuch schlank zu werden, wenn der Verbrauch nicht starke Signale aussenden würde, die den Drang zu essen beeinflussen. Natürlich können wir bei letzterem Punkt die Signale einfach immer ignorieren, und so essen, dass es unsere Ziele unterstützt. Aber das macht uns während einer Diät auch nicht freundlicher, oder?

Wo liegt also die Verbindung?

Wenn Du überall behauptest, dass sich der Stoffwechsel erhöht oder verringert, abhängig davon, ob man sich hyperkalorisch oder hypokalorisch ernährt, dann solltest Du Dir sicher sein, dass es auch Beweise für diese Hypothese gibt. Falls die Theorie stimmt, dass der Körper die Energieaufnahme "wahrnehmen" kann und mittels des Stoffwechsels reagieren kann, dann werden die Wissenschaftler einen Stoffwechselweg finden müssen, der empfindlich auf Veränderungen eines bestimmten Metaboliten reagiert. Gelingt ihnen das nicht, dann ist es ganz egal, wie augenscheinlich diese Idee zu sein scheint, denn in diesem Fall, verteidigt das "Nun, ganz einfach…“ Camp vehement eine unbewiesene Hypothese.

Die "Nun, ganz einfach…"Leute haben Glück, denn es scheint eine mögliche Signalkaskade zu geben, welche die Tatsache erklärt, dass unsere Körper so schnell auf Veränderungen der Energieaufnahmen reagiert. Anders ausgedrückt: es wurde eine Signalkaskade entdeckt, die erklären kann, wie der Körper weiß, ob wir schlemmen oder fasten. Diese Signalkaskade nennt sich HBP( Hexosamine Biosynthetic Pathway) oder HBW (Hexosamin Biosyntheseweg).

Viele von Euch wissen sicher, dass unsere Körperzellen Kohlenhydrate verstoffwechseln, um daraus Energie zu gewinnen. Dieser Stoffwechsel wird erreicht, indem die Glukose der anaeroben Glykolyse zugeführt wird (siehe unten). Die Stoffwechselprodukte der Glykolyse fließen für gewöhnlich in den Krebs-Zyklus, wo sie als Substrat für die Resynthese von ATP (die Währung der Zelle) dienen.

Während dieser normalen Verstoffwechselung von Kohlenhydraten, fließt jedoch auch eine kleine Menge (1-3%) der Glukose in unseren neuen Freund, den bisher wenig diskutierten Hexosamin Biosyntheseweg (HBW) ein. Der HBW nimmt entweder Glukosamin entgegen (welches direkt phosphoryliert wird) oder Fruktose-6-Phosphat (welches durch die GFAT/Glutamin: Fruktose-6-Phosphat Amidotransferase phosphoryliert wird), um daraus in beiden Fällen Glukosamin-6-Phosphat zu bilden. Dieses Glukosamin-6-Phosphat wird anschließend in UDP-N-Acetylglukosamin umgewandelt und dient als Substrat für Glykosylierungen. Solch ein Substrat bindet Proteine innerhalb der Zelle und ändert deren Stabilität. Diese Veränderung beeinflusst (gemeinsam mit anderen Dingen), wie das Protein mit dem genetischen Material wechselwirken kann. Für diejenigen, die durch Bilder lernen, ist weiter unten ein Schaubild dieses Stoffwechselweges dargestellt.



Der maßgebliche Punkt hier ist: Je mehr Glukose Du isst, desto mehr Glukose ist verfügbar, wodurch wiederum mehr Glukose in den HBW einfließt. Umgekehrt ist es so, dass je weniger Du isst, desto weniger Glukose für den HBW verfügbar ist. Dies bedeutet, dass der HBW direkt "wahrnehmen" kann, wie es um die Energie der Energiebilanz-Gleichung steht.
Falls Du Dich jetzt wunderst, wieso das alles von Bedeutung ist, würde ich gerne Deine Aufmerksamkeit auf die Auswirkungen eines erhöhten Zuflusses in den HBW (was einem ganz normalen Anstieg der Energiezufuhr entspricht) lenken. Die Auswirkungen sind:

• Verminderte Aufnahme von Glukose
• Verminderte Insulinsensitivität
• Verstärkte Insulinausschüttung
• Verstärkte Synthese von Fettsäuren in der Leber

Eine verminderte Insulinsensitivität und Glukoseaufnahme wird von Kraftsportlern natürlich nicht angestrebt. Du musst Dir aber vor Augen halten, dass diese Veränderungen (Verminderungen) relativ zu einer Ernährung mit weniger Kalorien stattfinden. Aus diesem Grund würde man diese Veränderungen auch so erwarten. Nimmt man zu viele Kalorien zu sich (Überfütterung), dann sind die Zellen mit Kohlenhydraten vollgestopft, weswegen sie härter arbeiten müssen, um neue Kohlenhydrate hineinzubekommen.

Du solltest aber im Hinterkopf behalten, dass Überfütterung Deine Insulinsensitivität vermindern kann (wie oben gezeigt). Dies bedeutet aber mit Sicherheit nicht, dass Du sofort Medikamente für Diabetes einnehmen musst.

Es bedeutet nur, dass man damit einen möglichen Mechanismus gefunden hat, der erklärt, wie kurzfristige oder dauerhafte Nahrungsaufnahme vom Körper "wahrgenommen" werden kann (z.B. durch Glukose). Zusätzlich ist das auch ein Mechanismus, bei welchem das "wahrnehmen" eine zelluläre Wirkung erzeugt (Glykosylierung von Proteinen durch UDP N-Acetyl Glukosamin).

Die angehenden Physiologen werden sich jetzt fragen, was mit Proteinen nach der Glykosilierung durch UDP N-Acetyl Glukosamin passiert. Die Wissenschaft ist sich darüber noch nicht ganz in Klaren. Wissenschaftler haben allerdings den HBP Fluss mit der Expression des Gens für Fettleibigkeit (OB, Obesity Gene) in Verbindung gebracht. Und dies, meine Freunde, ist die Verbindung zu den Hormonen, nach der ihr gesucht habt. Indem er die Expression des OB Gens verändert, ist der HBW direkt mit der Expression des hungrigen, hungrigen Hormons, Leptin, verknüpft.

Das eben angesprochene Hormon, Leptin (der Begriff stammt vom Griechischen "Leptos" ab und bedeutet "dünn"), hat eine Größe von 16 Kd (Kilodalton, Maßeinheit für die Größe von Proteinen) und wird durch Translation der genetischen Information des OB Gens (Obesity Gene) erzeugt. Nachdem das OB Gen aktiviert wurde, wird mittels der zellulären Transkription eine Leptin Vorläufer mRNA gebildet, welche dann in das Hormon Leptin translatiert wird. Es gibt keine wichtigen Post-Transkriptionelle Regulation, sodass aus dem Großteil der Leptin mRNA das Leptin Hormon entsteht.

An dieser Stelle werde ich Euch eine Woche Zeit geben, um darüber nachzudenken, was ihr heute über die Mechanismen gelernt habt, mit denen der Körper die Energiezufuhr wahrnimmt..