Wirkung einer fettreichen Ernährung auf den Muskelstoffwechsel

Ziel: Den potenziellen Mechanismus bzw. die potenziellen Mechanismen zu erkennen, durch die eine Ernährung mit hohem Gehalt an gesättigten Fettsäuren den normalen Stoffwechsel der Skelettmuskulatur stört. Unsere Arbeitshypothese ist, dass die Zufuhr von hochgesättigten Fetten die Darmpermeabilität und das Endotoxin im Blut erhöht, was entzündungsfördernde Signale in der Skelettmuskulatur auslöst und die normale Anpassungsreaktion auf eine Mahlzeit verändert. Zur Stützung dieser Hypothese werden hier vorläufige Beweise unter Verwendung eines Modells einer akuten (5 Tage) Ernährung mit hohem Gehalt an gesättigten Fettsäuren, isokalorisch bis zur gewohnheitsmäßigen Aufnahme, bei gesunden, nicht fettleibigen Menschen vorgelegt.

Hintergrund: Die Unfähigkeit der Skelettmuskulatur, die Brennstoffoxidation an die Brennstoffverfügbarkeit anzupassen, wird als metabolische Inflexibilität bezeichnet, ein gut charakterisiertes Merkmal von Krankheitszuständen wie Fettleibigkeit, metabolischem Syndrom und Typ-2-Diabetes (T2D). Die Mechanismen, die für die Inflexibilität des Skelettmuskelstoffwechsels verantwortlich sind, sind nicht bekannt. In letzter Zeit ist das Interesse an der Rolle der Darmpermeabilität und des Blutendotoxins in der Pathologie von Stoffwechselstörungen im Zusammenhang mit Fettleibigkeit und T2D gestiegen. Nagetierstudien haben direkte Verbindungen zwischen dem Darmmikrobiom und Stoffwechselerkrankungen sowie Assoziationen zwischen erhöhtem Endotoxin im Blut und metabolischer Dysregulation sowohl auf Ganzkörper- als auch auf Gewebeebene aufgezeigt. Es ist bekannt, dass eine fettreiche Fütterung bei Nagetieren erhöhte Endotoxinspiegel im Blut hervorruft, ein Phänomen, das als metabolische Endotoxämie bezeichnet wird. Beim Menschen sind Adipositas und T2D mit erhöhtem Endotoxin im Blut verbunden, und es wurde gezeigt, dass einzelne Mahlzeiten das Endotoxin im Blut erhöhen, aber bis heute gibt es beim Menschen keine Hinweise darauf, dass eine fettreiche Ernährung zu einer metabolischen Endotoxämie führt. Darüber hinaus gibt es keine etablierten Verbindungen zwischen Darmpermeabilität, metabolischer Endotoxämie und metabolischer Funktion der Skelettmuskulatur beim Menschen.

Ansatz. Wir schlagen vor, ein Modell der akuten fettreichen Ernährung bei gesunden Menschen zu verwenden, um das Zusammenspiel zwischen Darmfunktion, Blutendotoxin und entzündungsfördernden Signalen der Skelettmuskulatur und metabolischer Anpassungsfähigkeit zu untersuchen. Wir werden eine zweiwöchige Einführungsphase einhalten, in der die Forschungsteilnehmer mit Fertiggerichten gefüttert werden, die isokalorisch zu ihrer gewohnten Ernährung sind, gefolgt von einer fünftägigen Ernährung mit hohem Gehalt an gesättigten Fettsäuren. Die Fütterungsperiode mit hohem gesättigten Fettgehalt besteht aus Fertiggerichten, die isokalorisch zur gewohnten Ernährung sind und eine Makronährstoffzusammensetzung von 50 % Fett (davon 45 % gesättigtes Fett), 35 % Kohlenhydrate und 15 % Protein aufweisen. Die Untersuchung gesunder, nicht adipöser Menschen in diesem Zusammenhang ist ein innovativer Ansatz auf zwei Ebenen: 1) Alle störenden Einflüsse, die mit Stoffwechselerkrankungen (Adipositas, Diabetes oder metabolisches Syndrom) verbunden sind, werden eliminiert, z. bestehende metabolische Dysfunktion und entzündlicher Tonus; und 2) das isokalorische Fütterungsdesign negiert den verwirrenden Einfluss einer positiven Energiebilanz und ermöglicht es uns, die Auswirkungen einer akut ansteigenden gesättigten Fettsäuren in der Nahrung spezifisch zu untersuchen.