Die Kraft der Ernährung (Teil 1) – Wie unser Essen unsere Gesundheit beeinflusst

Weltweit sehen sich Gesundheitsexperten mit einer schwerwiegenden Krise konfrontiert: Trotz Fortschritten in der Pharmakologie und gewaltiger personeller und finanzieller Bemühungen im Gesundheitswesen, können chronische, so genannte nicht-übertragbare Erkrankungen (Englisch: Non-Communicable Diseases, NCD), nicht adäquat behandelt werden (1). Mehr als 50% aller Disability-Adjusted-Life-Years (DALY, Deutsch: „behinderungsbereinigte Lebensjahre“), welche die Anzahl an Jahren beschreiben, die aufgrund eines schlechten Gesundheitszustands, Behinderung und frühzeitigem Tod (2) verloren gehen, und fast 70% der 55 Millionen jährlichen Todesfälle weltweit (3), sind diesen Erkrankungen zuzuschreiben.

Kardiovaskuläre Erkrankungen, Diabetes, Adipositas und Krebserkrankungen sind ungebremst auf dem Vormarsch: in den letzten drei Jahrzehnten haben allein die durch kardiovaskuläre Erkrankungen bedingten Todesfälle um über 40% (4) und die durch Diabetes bedingten Todesfälle um ganze 93% (5) zugenommen.

Die NCDs haben, neben den negativen gesundheitlichen Konsequenzen für den Einzelnen, auch weitreichende ökonomische Folgen. Für das Jahr 2040 wird ein Anstieg der weltweiten Gesundheits-Kosten von jährlich 9 Billionen auf 24 Billionen Dollar (6) geschätzt, wovon die Hälfte den NCDs zuzuschreiben ist (7) .

Ein längeres Leben in guter Gesundheit

Während NCDs weltweit zunehmen, gibt es Bevölkerungsgruppen, die Ausnahmen dieser beängstigenden Dynamik darstellen.

Bevölkerungsgruppen in den so genannten „Blue Zones“ (Deutsch: „Blaue Zonen“) leben überdurchschnittlich gesund und länger und haben eine ungewöhnliche Anzahl über 90jähriger, gesunder, aktiver Menschen.

Die fünf „Blue Zones“ befinden sich auf Sardinien (Italien), in Okinawa (Japan), Loma Linda (Kalifornien, USA), Nicoya Peninsula (Costa Rica) und Icaria (Griechenland). Trotz ihrer großen geographischen Unterschiede teilen diese Bevölkerungsgruppen ähnliche Lebensstil-Gewohnheiten. (8) Eine der bedeutendsten Gemeinsamkeiten ist ihre Ernährungsweise.

Die traditionelle Ernährung ist vollwertig, pflanzenbasiert und basiert auf großen Mengen von Früchten, Gemüse, Hülsenfrüchten, Vollkorngetreide, Kartoffeln und anderen stärkehaltigen Gemüsesorten. Zudem werden viele Gewürze und Kräuter wie Kurkuma, Ingwer, sowie Beifuß in Okinawa, genutzt. Fleisch wird sehr sparsam, zum Beispiel als Festessen oder kleine Beilage ein- bis zweimal wöchentlich, verzehrt Diese Essgewohnheiten führen zu einer fett- und natriumarmen Ernährungsweise mit geringer Kaloriendichte, relativ niedrigem Proteinanteil und einer hohen Dichte an Mikronährstoffen, Phytochemikalien und komplexen Kohlenhydraten.

Aber können die Ernährungsgewohnheiten tatsächlich der Hauptgrund für die außergewöhnliche Gesundheit und Langlebigkeit der Menschen in den „Blue Zones“ sein?

Nahrung als Baumaterial und Treibstoff für den Körper

Jede einzelne Körperfunktion ist zum einen angewiesen auf ein adäquates Angebot von Substrat, also Nährstoffen, und zum anderen auf die korrekte Substratverarbeitung, also den Stoffwechsel. Proteine beispielsweise dienen als Strukturelemente und als Bestandteile von Enzymen, den Motoren unseres Stoffwechsels. Kohlenhydrate werden primär für energieabhängige Prozesse genutzt und Fettsäuren erfüllen neben strukturbildenden und energieliefernden Funktionen auch Aufgaben der Zellkommunikation. Doch unser Essen liefert weit mehr als „nur“ Energie, es versorgt uns auch mit essentiellen Substanzen wie Vitaminen und Mineralien, welche als wichtige Kofaktoren für unseren Stoffwechsel fungieren.

All diese Aspekte berücksichtigend wird klar, welch enorme Bedeutung der Menge und Zusammensetzung unseres Essens für unsere Entwicklung und Körperfunktionen zukommt. Sowohl ein Mangel als auch ein Überangebot eines oder mehrerer Nährstoffe können zu Mangelsymptomen, einem beschleunigten Abbau von Körpersubstanz (zum Beispiel Altern) oder der Entstehung einer der vielen NCDs führen.

Wie Ernährung die Gene beeinflusst

Doch Essen und seine Bestandteile sind weit mehr als reine Substrate für unsere Hardware und unseren Energiestoffwechsel. Studien zeigen, dass die Ernährung unsere Gene beeinflusst, und das auch über Generationen hinweg.

Dieser Effekt wird als Epigenetik bezeichnet – durch Umwelt- und Lifestyle-Faktoren vererbbare Veränderungen der Genexpression, welche nicht zu Änderungen der DNA-Sequenz als solche führen. Verschiedene Studien an Menschen, Tieren und mit Zellkulturen konnten zeigen, dass Nahrungsbestandteile die Genexpression steuern können. Der Einfluss der Ernährung ist enorm; sie wirkt bereits auf den sich entwickelnden Fetus ein. Die Ernährung der Mutter während der Schwangerschaft hat nicht nur Einfluss auf Wachstum und Entwicklung des Fetus in utero, sondern auch auf die Gesundheit des Kindes im späteren Leben, wie zum Beispiel die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Adipositas, Insulinresistenz, Typ 2 Diabetes und sogar Essens-Vorlieben (9). Die Methylierung des Insulin-like growth factor 2 (IFG2) ist ein Modulationsfaktor für Wachstum und Entwicklung des Fetus. Eine Mangelernährung während der Schwangerschaft führt zu einer geringeren Methylierung des IFG2-Gens (10). Andererseits ist bei Primaten eine energiedichte Ernährung der Mutter mit der Entstehung von Adipositas assoziiert durch epigenetische Veränderung der fetalen Chromatinstruktur. Durch kovalente Modifikation von Histonen können Genregulationen vererbt werden ohne Veränderung der Nukleotid-Sequenz (11). Ebenso kann bei Mäusen eine mütterliche Adipositas während der Schwangerschaft das Adipositas-Risiko der Nachkommen über eine veränderte Methylierung und Genexpression von Dopamin- und Opioid-verwandten Genen erhöhen, da diese Modifikationen zu einer Bevorzugung fett- und zuckerreicher Nahrung führen (12). Nicht nur die Zufuhr von Makronährstoffen, sondern auch von Mikronährstoffen während der Schwangerschaft beeinflusst die Stoffwechselcharakteristika im späteren Erwachsenenleben. Es wurde gezeigt, dass ein Mangel an Vitamin B12 und Folat während der Schwangerschaft zu Insulinresistenz bei den Nachkommen führt (13). Eine weitere klinische Studie konnte zeigen, dass der zugrundeliegende Mechanismus der perikonzeptionellen Folat-Supplementation mit epigenetischen Veränderungen des IGF2 Gens des Fetus einhergeht, welche die intrauterine Programmierung von Wachstum und Entwicklung beeinflusst und somit potentiell lebenslangen Einfluss auf Gesundheit und Krankheit im späteren Leben hat (14).

Der Mensch ist, was er isst

Nun haben wir zwar keinen Einfluss auf die Ernährungsweise unserer Mutter, jedoch haben wir auch mit unserer eigenen Ernährungsweise die Möglichkeit, unsere Gene epigenetisch zu beeinflussen. Verschiedene Studien an Menschen, Tieren und mit Zellkulturen haben gezeigt, dass sowohl Makro- als auch Mikronährstoffe und auch sekundäre Pflanzenstoffe aus Lebensmitteln (wie z.B. Flavonoide, Karotinoide, Kumarine und Phytosterole) direkt in Stoffwechselreaktionen involviert sind und sogar die Genexpression regulieren. Einige sekundäre Pflanzenstoffe aus der Nahrung, wie z.B. Genistein in Soja oder Sulforaphan, ein Isothiocyanat, welches von Kreuzblütlern wie Brokkoli produziert wird, stellen Liganden für Transkriptionsfaktoren dar und haben so direkten Einfluss auf die Genexpression und beeinflussen Signalwege im Zellzyklus. Es konnte gezeigt werden, dass diese sekundären Pflanzenstoffe die Expression und Aktivität wichtiger Enzyme regulieren, welche wiederum Gene aktivieren oder stilllegen, die im Alterungsprozess oder bei der Krebsentstehung involviert sind (14,15,16).

Es geht um weit mehr als nur unsere Gene

Unsere Nahrung hat nicht nur Einfluss auf UNSERE Gene, sondern auch auf die Existenz und auf das Genmaterial von Billionen von Mikroorganismen, die unseren Körper und insbesondere unseren Darm bevölkern. Diese Mikroorganismen beeinflussen unseren Stoffwechsel, unser Immunsystem und unsere Gehirnfunktionen und haben auch Einfluss auf unsere Gene. So konnten interessanterweise Unterschiede in der Darmflora von gesunden Kontrollen und Patienten mit bestimmten Erkrankungen wie z.B. Alzheimer, Depression, Diabetes, Rheumatoide Arthritis und entzündlichen Darmerkrankungen festgestellt werden (18). Es konnte gezeigt werden, dass wir die Zusammensetzung unseres Mikrobioms durch unsere Ernährungsweise beeinflussen können. Eine Ernährung die arm an pflanzlichen Ballaststoffen und reich an tierischen Produkten ist führt zu einer Reduktion derjenigen Mikroorganismen, die im Darm kurzkettige Fettsäuren herstellen. Dies wird als ein Trigger für die Entstehung entzündlicher Erkrankungen diskutiert (19). Hingegen fördert eine ballaststoffreiche Ernährung das Wachstum genau dieser Bakterien. Kurzkettige Fettsäuren beeinflussen den Lipid-, Cholesterin- und Glukose-Stoffwechsel und dienen als Energiesubstrate für Gehirn und Zellen der Darmschleimhaut. Auf diese Weise sorgen die kurzkettigen Fettsäuren für eine gesunde Darmwand und stellen zudem eine direkte Verbindung zwischen Gehirn und Darm her, da sie die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. Die kurzkettige Fettsäure Butyrat hatte zudem in Krankheits-Modellen neurologischer Erkrankungen eine gehirnprotektive Wirkung und erhöhte die neuronale Plastizität (20).

Füttern wir also uns selbst und unsere Darm-Mitbewohner mit den richtigen Lebensmitteln, haben wir ein enormes Potential, unsere Gesundheit positiv zu beeinflussen.

Bei all den außerordentlichen Effekten, die Nahrungsbestandteile auf unseren Stoffwechsel, unsere Gene und unser Mikrobiom haben, stellt sich nun die Frage, ob sich aus diesen eine spezifische Ernährungsweise herleiten lässt? Sehen wir uns die bisher verfügbaren epidemiologischen und klinischen Daten an.

Epidemiologische Datenlage

Eine Ernährungsweise, die seit Jahrzehnten im Fokus der Forschung steht, ist die Mediterrane Diät, welche sich auszeichnet durch einen hohen Anteil an Früchten, Gemüse, Vollkorngetreide, Hülsenfrüchten und Nüssen sowie etwas Olivenöl, Fisch und sehr wenig Fleisch. Die Daten prospektiver Studien zeigten, dass diese Ernährungsweise mit einem 23% erniedrigen Risiko für die Entstehung eines Typ 2 Diabetes (21), einem mehr als 50% erniedrigten Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen (22) sowie einer fast 50%igen Reduktion der Gesamtmortalität (23) und einem möglicherweise protektiven Effekt hinsichtlich depressiver Erkrankungen (24) assoziiert ist. Interessanterweise konnte für mediterrane Bevölkerungsgruppen gezeigt werden, dass trotz eines hohen Fettkonsums der hohe Konsum von Früchten und Gemüse invers mit der Höhe des Blutdrucks assoziiert war (25).

Die DASH Diät ist eine weitere Ernährungsform, welche reich an Früchten, Gemüse, Hülsenfrüchten, Vollkorngetreide und Nüssen ist, wenig fettarme Milchprodukte, Geflügel und Fisch beinhaltet und die Reduktion von rotem Fleisch, Süßigkeiten, zuckerhaltigen Getränken, Gesamtfett, gesättigte Fettsäuren und Cholesterin vorsieht. In einer prospektiven Studie konnten kardioprotektive Effekte dieser Ernährungsweise nachgewiesen werden: Die Einhaltung der DASH Diät resultierte in einem 20% reduzierten Risiko für einen Apoplex und einem 13% reduzierten Gesamt-Risiko für die Entstehung einer kardiovaskulären Erkrankung. Auch die kardiovaskuläre Mortalität war eindeutig invers mit der Einhaltung der DASH Diät assoziiert (26).

Pflanzliche Lebensmittel spielen also offensichtlich eine große Rolle für Gesundheit und Krankheitsprävention. Diese These wird gestützt durch weitere Beobachtungen großer Kohorten wie in der Nurse Health Study, der EPIC Oxford Study oder der Adventist Health Study, welche Einblicke sowohl in verschiedene Ernährungsweisen der Studienpopulationen als auch in die Art der verzehrten Nahrungsmittel und deren Korrelationen mit spezifischen Krankheitsbildern erlaubten.

Es konnte gezeigt werden, dass die Ovo-Lakto-Vegetarier und Veganer niedrigere Gesamt- und LDL-Cholesterin-Level (27), niedrige Blutdruck-Werte (28,50) und eine reduzierte kardiovaskuläre Mortalität im Vergleich zu den fleischessenden Personen hatten (29,30).

Veganer und Vegetarier hatten zudem eine signifikant reduzierte Gesamtmortalitäts-Rate (30), ein etwa 16-19% erniedrigtes Krebserkrankungs-Risiko (32,33) und ein um 60% reduziertes Risiko für Diabetes Typ 2 (34,35) im Vergleich zu Nicht-Vegetariern.

Bei der Analyse der einzelnen Nahrungsmittel konnte eine positive Assoziation zwischen dem Konsum von Fleisch und Käse und der Gesamtcholesterin-Konzentration sowohl bei Männern als auch Frauen nachgewiesen werden. Die Ballaststoff-Aufnahme hingegen war invers proportional zur Gesamtcholesterin-Konzentration (36). Besonders der Verzehr von Nüssen und Vollkorngetreide scheint das Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen zu reduzieren, während raffinierte Kohlenhydrate und Transfettsäuren das kardiovaskuläre Risiko erhöhen. Ebenso wurde gezeigt, dass ein hoher Gemüse-Verzehr, insbesondere von grünem Blattgemüse, das Risiko für die Koronare Herzkrankheit und kognitive Beeinträchtigung reduziert (37,38).

Klinische Datenlage

Der Goldstandard unter den Studiendesigns zum Nachweis der Wirkung von Behandlungs- und Therapiestrategien sind Randomisierte kontrollierte Studien (Englisch: Randomized Controlled Trials RCTs). Kann Ernährung auch diesen Test bestehen?

Und tatsächlich, neueste klinische Studien bestätigen das enorme Potential von Ernährung im Zusammenhang mit Krankheiten: In einer RCT war die Einhaltung der Mediterranen Diät assoziiert mit der Methylierung von Genen, die bei Inflammationsgeschehen eine Rolle spielen. Diese Beobachtung könnte ursächlich sein für die bekannten günstigen Effekte der Mediterranen Diät auf das kardiovaskuläre Risiko, Blutdruck, Inflammationsgeschehen und andere Komplikationen, die bei exzessiver Adipositas beobachtet werden (39). Verschiedene klinische Studien mit der DASH Diät zeigten, dass mit dieser Diät kardiovaskuläre Risikofaktoren positiv beeinflusst werden und besonders Personen mit einem erhöhten kardiometabolischen Risiko profitieren (40).

Aber was führt nun zu diesen positiven Effekten? Ist es die Reduktion von Fleisch oder der vermehrte Verzehr von pflanzlichen Ballaststoffen?

Es könnte beides sein: In randomisierten, kontrollierten Studien führte der Ersatz von tierischem durch pflanzliches Protein zu einer Senkung des LDL-Cholesterin und Apolipoprotein B (41). Den selben Effekt hatten auch Ballaststoffe. Diese spielen eine wichtige Rolle für unser Mikrobiom und haben einen Einfluss auf die Serumlipide. Auch das Polysaccharid β-Glucan, welches sich in Gerste und Hafer findet, hatte einen signifikanten Effekt auf LDL- und Gesamt-Cholesterin (41,42).

Hinsichtlich anderer NCDs wie Adipositas, Diabetes und Rheumatoide Arthritis zeigten spezifisch pflanzlich basierte Ernährungsformen ein enormes therapeutisches Potential. Eine fettarme vegane Diät verbesserte die Funktion der β-Zellen des Pankreas und die Insulinresistenz innerhalb von 16 Wochen (44). Ebenso konnte das Körpergewicht adipöser Probanden mit Hilfe einer pflanzlich basierten Ernährung signifikant reduziert werden (45) und zwar auch ohne Kalorienrestriktion (46). Patienten mit rheumatoider Arthritis, welche zunächst für 7-10 Tage fasteten und im Anschluss zunächst einer veganen und dann einer vegetarischen Diät folgten, verbesserten signifikant ihre Symptome im Vergleich zu einer Kontrollgruppe (47).

Zusammenfassung

Wenn wir bedenken, dass nur wenige Lifestyle-Risikofaktoren verantwortlich sind für bis zu 80% der vorzeitigen Todesfälle (48), so wird klar, dass jeder einzelne von uns die Macht hat, die eigene Gesundheit selbst in die Hand zu nehmen. Genauer gesagt: Ernährung hat das Potential, viele der größten Gesundheits-Bürden unserer Zeit zu verhindern oder rückgängig zu machen. Der größte Risikofaktor für eine reduzierte Lebensqualität und frühzeitigen Tod ist eine ungesunde Ernährung (49).

Die verschiedenen Mechanismen, über die die Nahrung unseren Stoffwechsel, unsere Gene und unser Mikrobiom beeinflussen, sowie auch die epidemiologische und klinische Datenlage deuten allesamt in die gleiche Richtung: Umso mehr vollwertige, pflanzliche Lebensmittel verzehrt werden, desto besser ist der Gesundheitszustand und desto niedriger sind die Risiken für chronische Erkrankungen.

Indem wir als Mediziner*innen und andere im Gesundheitswesen Tätige das riesige Potential der Ernährung in Prävention und Therapie nutzen, können wir dazu beitragen, wahre Gesundheit wiederherzustellen und den Vormarsch chronischer Krankheiten aufzuhalten.

Gemeinsam können wir unsere Patient*innen ermächtigen, ihr eigenes Leben und das ihrer Familien zu retten und zu verbessern. Wir können Gesundheitskosten signifikant reduzieren und diese finanziellen Mittel für medizinische Bereiche nutzen, in denen diese Mittel dringend benötigt werden. Und nicht zuletzt können wir den enormen Druck, der auf den im Gesundheitswesen Tätigen lastet, reduzieren und befriedigendere Resultate erzielen – für unsere Patient*innen und uns selbst.

Dies ist der einleitende Artikel unserer Serie „The Power of Nutrition“. Hier finden Sie alle weiteren Teile dieser Serie:
Teil 1: The Power of Nutrition
Teil 2: Die globale Bürde der Nicht-Übertragbaren Erkrankungen
Teil 3: Die Blue Zones
Teil 4: Epigenetik
Teil 5: Das Mikrobiom des Menschen
Teil 6: Wie funktioniert Ernährung?
Teil 7: Die Deutlichkeit der Evidenz