Nahrungsinduzierte Thermogenese – Energie aufwenden, um Kalorien zu gewinnen

Viele Nährstoffe bestehen aus großen Molekülen, die unser Körper nicht so einfach in nutzbare Bestandteile zerlegen kann. Der Stoffwechsel muss daher in Vorleistung gehen: Er steckt erst eine kleine Menge an Energie hinein, um letztlich eine deutlich größere Menge zu gewinnen. Dieses Phänomen – nahrungsinduzierte Thermogenese1 genannt – beansprucht durchschnittlich etwa ein Zehntel unseres täglichen Energiebedarfs.

Vorleistung des Stoffwechsels

Nach einer Mahlzeit muss der Körper vor allem drei energieverbrauchende Schritte bewältigen:

• Aufnahme: Die Nährstoffe müssen über den Darm in den Körper gelangen.
• Stoffwechsel: Viele Nährstoffe müssen erst durch energiereiche Prozesse aktiviert werden, bevor der Stoffwechsel sie umsetzen kann.
• Lagerung: Alle Nährstoffe, die nicht sofort verbraucht werden, müssen in lagerfähige Reserven umgewandelt werden.

Der Energieverbrauch dieser Prozesse lässt sich durch eine Stoffwechselanalyse der Atemluft bestimmen: Der Verbrauch von Sauerstoff und die Entstehung von Kohlendioxid machen deutlich, wie intensiv der Stoffwechsel beschäftigt ist2. Ärzte bestimmen dabei zuerst den Grundumsatz, also die Energiemenge, die der Körper für die Aufrechterhaltung der wichtigsten Körperfunktionen benötigt. Danach nimmt die Testperson eine Mahlzeit ein und die Messung wird wiederholt: Die Differenz aus Grundumsatz und der zweiten Messung entspricht der nahrungsinduzierten Thermogenese.

Bei einer ausgewogenen Mahlzeit sind es etwa 5 bis 15 % des täglichen Energiebedarfs, die für die nahrungsinduzierte Thermogenese aufgewendet werden. Im Mittel wird also jede zehnte Kalorie in die Verwertung der Nahrung investiert. Allerdings hängt dieser Wert stark davon ab, welche Art von Nährstoffen man zu sich nimmt.

Sympathisches Nervensystem und Fettgewebe

Bei proteinreicher Nahrung ist der Energiebedarf am höchsten, er liegt bei etwa 20 bis 30 %. Deutlich weniger muss für die Verwertung von Kohlenhydraten (5-10 %) und Fetten (0-3 %) aufgewendet werden. Alkohol ist wiederum sehr aufwendig, mit 10 bis 30 % liegt er etwa auf einer Stufe mit den Proteinen3.

Die Nahrungsaufnahme verbraucht zwar nur einen kleinen Teil des täglichen Energiebedarfs (der Großteil geht in Grund- und Leistungsumsatz), aber manche Forscher vermuten dennoch einen Zusammenhang mit dem Körpergewicht. Zahlreiche Studien deuten an, dass bei schwerem Übergewicht der Anteil der nahrungsinduzierter Thermogenese reduziert ist. Erklären ließe sich dies durch eine gestörte Kommunikation zwischen sympathischen Nervensystem und Fettgewebe4.

Falls diese Hypothese stimmt, wäre dies ein neuer Ansatz für die Behandlung von Übergewicht5. Doch von neuen Therapien ist man weit entfernt, Forscher sehen noch viele offene Fragen und Widersprüche. Die nahrungsinduzierte Thermogenese ist bislang vor allem für Wissenschaftler von Interesse – für den Alltag bringt das Wissen nur wenig.

Quellen und weiterführende Literatur

• 1 Nedergaard und Cannon, Diet-Induced Thermogenesis: Principles and Pitfalls, Methods in Molecular Biology , Februar 2022 (Link)
• 2 Mtaweh et al., Indirect calorimetry: History, technology, and application, Frontiers in Pediatrics, September 2018 (Link)