Personalisierte Ernährung
In jüngster Zeit ist deutlich geworden, dass die Frage, was eine gesunde oder ungesunde Ernährung ausmacht, vom Individuum, dessen Entscheidungen und Lebensführung, abhängt. Hieraus ist das Konzept der personalisierten Ernährung entstanden. Bei diesem Ansatz werden Informationen über individuelle Eigenschaften genutzt, um eine gezielte und maßgeschneiderte Ernährungsstrategie zu entwickeln, d. h. die Zusammensetzung der Ernährung richtet sich nach dem biologischen Status und dem Lebensstil des Einzelnen.
Das Ziel einer personalisierten Ernährung ist es, die Gesundheit zu erhalten oder zu verbessern, indem genetische, phänotypische, medizinische, ernährungsbezogene oder andere relevante Informationen über eine Person genutzt werden, um maßgeschneiderte Empfehlungen zu geben. Für eine personalisierte Ernährungsweise sprechen die folgenden Beobachtungen
- Jeder Mensch reagiert unterschiedlich auf ernährungsbezogene Faktoren.
- Personalisierte Ernährungsweisen haben mehr Wirkungskraft als allgemeine Ernährungsweisen.
- Personalisierung begünstigt langfristige Verhaltensänderungen.
Insbesondere die Veränderung der Blutzuckerwerte nach Konsum des gleichen Lebensmittels unterscheidet sich von Mensch zu Mensch. So kann beispielsweise eine Birne den Blutzuckerspiegel einer Person (orange Person in der Abbildung) erhöhen, während eine Traube den Blutzuckerspiegel stabil hält, während bei einer anderen Person (grüne Person in der Abbildung) genau das Gegenteil der Fall sein kann.
In jüngster Zeit konnte gezeigt werden, dass sich der Blutzuckerspiegel hauptsächlich aus dem Zusammenspiel von Nahrungsaufnahme, dem Lebensstils (einschließlich körperlicher Aktivität und Schlaf) und der individuellen Darmflora (oder Darmmikrobiota) ergibt.
Nahrungsaufnahme, körperliche Aktivität und der Blutzuckerspiegel
Glukose (eine Zuckerart) ist die erste Energiequelle, die der menschliche Körper nutzt; sie ist der Treibstoff unseres Körpers. Glukose kommt in allen kohlenhydratreichen Lebensmitteln vor (Teigwaren, Getreide, Bananen, Weintrauben, Süßigkeiten, Schokolade…). Zudem kann Glukose auch vom Körper selbst hergestellt werden. Während der Verdauung werden die Kohlenhydrate in der Nahrung in ihre Bestandteile, u.a. Glukose, aufgespalten. Die Glukose gelangt durch die Darmwände in den Blutkreislauf (ins Blut), wodurch der Blutzuckerspiegel im Normalfall um einige Zehntel (z. B. + 0,02) ansteigt. Der Anstieg des Blutzuckerspiegels löst die Ausschüttung von Insulin aus. Dieses Hormon wirkt wie ein Schlüssel, der die Glukose in die einzelnen Körperzellen einschleust. Wenn die Zellen die Glukose aufnehmen, normalisiert sich der Blutzuckerspiegel wieder. Insulin und Glukagon (ein weiteres Hormon) tragen dazu bei, den Blutzuckerspiegel auf dem optimalen Niveau zu halten. Die Kontrolle des Blutzuckerspiegels ist auch deshalb wichtig, damit die Energiezufuhr über den Tag hinweg stabil bleibt.
Die Körperzellen von körperlich aktiven Menschen reagieren auf Glukose grundsätzlich anders als die von Menschen, die sich eher wenig bewegen. Bewegung stimuliert komplexe molekulare Signalwege, die den Glukosetransport in die Zelle erleichtern. So können die Zellen von körperlich aktiven Menschen Glukose aus der Nahrung leichter aufnehmen. Auch die Dauer und der Zeitpunkt des Schlafs beeinflussen den Stoffwechselweg, der die Glukoseaufnahme reguliert.
Das Mikrobiom und der Blutzuckerspiegel
Die menschliche Mikrobiota ist die Summe der lebenden Mikroorganismen (Bakterien , Pilze, Archaeen und Viren), die in Synergie auf und im menschlichen Körper leben. Das Mikrobiom ist das Erbgut (das Genom) all dieser Mikroorganismen. Die Mikrobiota ist für den Menschen lebensnotwendig.
Beispielsweise fördert die Mikrobiota das Immunsystem und hilft dem Körper, sich vor Krankheitserregern zu schützen. Ebenso unterstützt sie wichtige Funktionen des Nerven-, Hormon- und Verdauungssystems. Anders als das menschliche Genom verändert sich das Mikrobiom eines Menschen kontinuierlich. Im Rahmen dieses Projekts interessieren wir uns daher besonders für das Darmmikrobiom, da es eine zentrale Rolle für die Ernährung, die Energieversorgung und den Stoffwechsel des Menschen spielt.
Die Darmmikrobiota ist auf verschiedene Weisen an der Nahrungsverdauung beteiligt. Sie produziert zum Beispiel Enzyme, die der menschliche Körper selbst nicht herstellen kann. Diese Enzyme helfen bei der Verdauung bestimmter komplexer Lebensmittel. 10-20 % unserer Energie wird mit Hilfe der Mikrobiota aufgenommen. Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota unterscheidet sich von einem Menschen zum anderen, etwa zwischen Menschen aus verschiedenen geografischen Regionen und auch zwischen übergewichtigen und nicht übergewichtigen Personen. Eine höhere Diversität der Mikrobiota wird mit einem besseren Gesundheitszustand in Verbindung gebracht. Umgekehrt wird eine geringe Vielfalt der Darmmikrobiota mit zahlreichen Krankheiten in Verbindung gebracht. Durch die Bestimmung des Erbguts der Mikrobiota (Mikrobiom) können wir ihre Zusammensetzung ermitteln. Für ein besseres Verständnis, wie Ihre Ernährung Ihren Darm beeinflusst, können Sie sich dieses kurze Video ansehen.
Blutzucker und gesundheitliche Folgen
Es ist nach wie vor schwierig, fundierte Beweise für die Zusammenhänge zwischen der Nahrungsaufnahme, der Glukosereaktion und den gesundheitlichen Folgen zu erbringen. Die Bewertung der Auswirkungen einer einzelnen Ernährungsänderung auf die Gesundheit ist bekanntermaßen sehr komplex. In den folgenden Punkten sind sich die Gesundheitsexperten jedoch einig
- Eine Verringerung des Ausmaßes und der Dauer des Blutzuckeranstiegs nach einer Mahlzeit ist für Menschen mit Diabetes Mellitus besonders wichtig. Denn eine chronisch gestörte Blutzuckerreaktion ist ein Risikofaktor für Typ-II-Diabetes.
- Ein geringerer Anstieg und eine kürzere Dauer des Blutzuckeranstiegs nach den Mahlzeiten kann daher auch der gesamten Bevölkerung zugute kommen. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die glykämische Reaktion beim Gewichtsmanagement und bei der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen eine entscheidende Rolle spielt.
- Das Monitoring der glykämischen Reaktion nach Nahrungsaufnahme sollte nicht als eigenständige Strategie, sondern vielmehr als Element einer insgesamt ausgewogenen Ernährung und Lebensweise betrachtet werden.
Stoffwechsel und Menstruationszyklus
Der Stoffwechsel und das reproduktive System sind eng miteinander verwoben und regulieren sich wechselseitig. Der Menstruationszyklus wird hauptsächlich durch die Geschlechtshormone Östrogen, Progesteron, Prolaktin, FSH und LH gesteuert. Gleichwertig spielen diese Hormone auch eine Rolle bei der Regulierung des Stoffwechsels. Aber auch die Stoffwechselhormone wie Leptin, Insulin und Ghrelin haben ihrerseits Einfluss auf das Fortpflanzungssystem. So sind beispielsweise 50 % der Frauen, die an einem polyzystischen Ovarsyndrom (PCOS) leiden, übergewichtig oder adipös. Umgekehrt interagieren diese Systeme ebenfalls. Übergewicht verringert zum Beispiel die Fruchtbarkeit bei Männern und Frauen. Einige Forscher vermuten, dass der Blutzuckerspiegel in der lutealen (postovulatorischen) Phase stärker ansteigt, während er nach Auffassung Anderer zu Beginn des Zyklus (während der Menstruation) stärker zunimmt als in den übrigen Phasen des Zyklus. In diesem Projekt werden wir daher untersuchen, ob der Blutzuckerspiegel im Verlauf des Menstruationszyklus variiert.
Literaturhinweise
- Ordovas J., et al. Personalised nutrition and health BMJ. 2018
- Sadler M. Food, Glycaemic Response and Health. ILSI Europe Concise Monograph Series 2011:1-30
- Grundy, S. M. Pre-Diabetes, Metabolic Syndrome, and Cardiovascular Risk. J. Am. Coll. Cardiol. 59, 635–643 (2012).
- Nathan, D. M. et al. Impaired Fasting Glucose and Impaired Glucose Tolerance: Implications for care. Diabetes Care 30, 753–759 (2007).
- Zeevi D, Korem T, Zmora N, Israeli D, Rothschild D, Weinberger A, et al. Personalized Nutrition by Prediction of Glycemic Responses. Cell. 2015;163: 1079–1094
- In VIVO magazine Chronique n°13, Bacteria: friend and foe
- Röhling M, et al. Influence of Acute and Chronic Exercise on Glucose Uptake Journal of Diabetes Research, vol. 2016, Article ID 2868652, 33 pages, 2016.