Geschlechtsunterschiede im Stoffwechsel nach einer fettreichen Mahlzeit (HFM)

Es ist bekannt, dass eine langfristige Ernährung mit hohem Fettgehalt eine Insulinresistenz hervorruft und die Glukoseclearance im gesamten Körper beim Menschen beeinträchtigt. Allerdings ist das Wissen über die Auswirkungen einer Ernährung mit hohem Fettgehalt auf den Glukosestoffwechsel noch unvollständig. Übermäßiger Fettkonsum führt zu erhöhten zirkulierenden Konzentrationen nicht veresterter Fettsäuren (NEFAs), die (wenn sie von den Muskeln, einem für die Glukosehomöostase lebenswichtigen Organ, aufgenommen werden) die Insulinsignalisierung und die Glukoseentsorgung beeinträchtigen können.

Trotz der relativ umfangreichen Forschung zur fettreichen Ernährung sind die akuten (d. h. 1–4 Stunden nach der Einnahme) Auswirkungen einer fettreichen Mahlzeit auf den postprandialen Glukosestoffwechsel nur unzureichend charakterisiert. Das Verständnis der akuten Reaktion auf eine fettreiche Ernährung ist ein wichtiger Schritt zur Aufdeckung der Mechanismen, die die Entwicklung einer durch Nahrungsfett induzierten Insulinresistenz vorantreiben. Begrenzte Untersuchungen deuten darauf hin, dass die postprandiale Insulinämie als Reaktion auf eine fettreiche Mahlzeit erhöht sein kann und dass dieser Effekt bei Personen mit höherer Adipositas stärker ausgeprägt sein könnte. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass die Einnahme einer gemischten Makronährstoffmahlzeit mit hohem Gehalt an gesättigten Fettsäuren (~60 % Gesamtfett, 32 % gesättigte Fettsäuren) bei adipösen Probanden im Vergleich zu mageren Probanden mittleren Alters einen signifikant stärkeren Anstieg der zirkulierenden Insulinkonzentrationen auslöste. Die Auswirkung einer akuten Ernährung mit hohem Fettgehalt auf die postprandiale Glykämie ist weniger klar: Studien haben einen Anstieg, einen Rückgang oder keine Veränderung der Glukosekonzentrationen als Reaktion auf eine fettreiche Belastung berichtet. Die Menge des verabreichten Fetts kann helfen, diese widersprüchlichen Berichte zu erklären: In Studien wurden Mahlzeiten mit einem Fettgehalt von 40 %, 60 % und bis zu 80 % eingesetzt. Diese Diskrepanzen in der Literatur können auch durch die Einbeziehung von Männern und Frauen in dieselbe Studie untermauert werden.

Es liegen nur wenige Daten zur Reaktion des Glukosestoffwechsels auf eine fettreiche Ernährung bei weiblichen Menschen vor. Obwohl einige wenige Studien weibliche Probanden umfassten, könnte dies möglicherweise unterschiedliche Auswirkungen einer fettreichen Ernährung auf den Glukosestoffwechsel bei Männern im Vergleich zu Frauen verdeckt haben. Im Allgemeinen haben Frauen niedrigere Nüchtern-Plasmaglukosekonzentrationen (was auf eine erhöhte hepatische Insulinsensitivität hinweist) und sind besser in der Lage, zirkulierende NEFAs als subkutanes Fettgewebe (SAT) zu speichern. Obwohl Männer über eine größere Skelettmuskelmasse (ein wichtiges Glukosereservoir) und eine geringere Adipositas im gesamten Körper verfügen als Frauen, sammeln sie Fettgewebe bevorzugt in Depots an, die mit Stoffwechselstörungen verbunden sind, wie z. B. den Eingeweiden und der Skelettmuskulatur [30]. Tatsächlich hat bisher nur eine Studie Männer und Frauen direkt verglichen und gezeigt, dass 7 Tage suprarenergetische Ernährung mit hohem Fettgehalt (+50 % kcal/Tag, 65 % Fett) bei Männern zu einer Zunahme der Rumpffettmasse ohne erkennbaren Körper führten Zusammensetzungsänderungen bei Frauen. Angesichts dieser geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Insulinsensitivität und der Speicherung von Fettgewebe ist es möglich, dass Frauen im Vergleich zu Männern eine deutliche Reaktion des Glukosestoffwechsels auf eine fettreiche Ernährung zeigen. Diese Hypothese muss jedoch noch vollständig untersucht werden.

Daher werden die Forscher in dieser Studie einer Gruppe gesunder junger Erwachsener eine einzelne fettreiche gemischte Makronährstoffmahlzeit verabreichen. Über den 4-stündigen postprandialen Zeitraum hinweg wollen sie Folgendes bei Frauen und Männern vergleichen:

1. Zirkulierende Merkmale des Glukosestoffwechsels (Hauptziel)
2. Zirkulierende Merkmale des Lipidstoffwechsels (sekundäres Ziel)
3. Energieaufwand und Substratoxidation mittels indirekter Kalorimetrie (tertiäres Ziel)

Die Forscher gehen davon aus, dass Frauen im Vergleich zu Männern Folgendes zeigen:

1. Niedrigere zirkulierende Konzentrationen von Glukose, Insulin, C-Peptid und Glucagon
2. Niedrigere zirkulierende Konzentrationen von Triglyceriden, Gesamtcholesterin, Low-Density-Lipoprotein-Cholesterin und NEFAs; und höhere zirkulierende Konzentrationen von High-Density-Lipoprotein-Cholesterin
3. Höherer Energieverbrauch und Fettoxidation sowie geringere Kohlenhydratoxidation

Diese akute Ernährungsinterventionsstudie umfasst insgesamt 3 Laborbesuche (erster Screening-Besuch plus 2 Studienbesuche). Nach einem Screening-Besuch zur Beurteilung der Eignung melden sich junge Erwachsene, die der Teilnahme zugestimmt haben, nach einer Übernachtung zu zwei verschiedenen Anlässen im Labor: Basisbewertung (Besuch 1) und Ernährungsintervention (Besuch 2).

Screening-Besuch: Die Eignung wird während einer Screening-Sitzung im Labor beurteilt. Die Forscher werden Körpermasse, Körpergröße und Ruheblutdruck messen. Mitglieder des Forschungsteams helfen potenziellen Teilnehmern auch beim Ausfüllen eines Fragebogens zum aktuellen Gesundheitszustand, in dem das Alter des potenziellen Teilnehmers, sein selbstberichtetes körperliches Aktivitätsniveau und alle für die Studie relevanten Medikamente oder Erkrankungen bewertet werden.

Besuch 1: Ausgangsbewertung: Die Teilnehmer werden gebeten, nach einer Fastennacht über Nacht einzutreffen (d. h. 8–12 Stunden lang kein Essen oder Trinken außer Wasser). Zuerst führen die Ermittler eine Fingerabdruckbeurteilung durch, um die Eignung zu bestätigen, und bewerten dann die Körperzusammensetzung mittels Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA). Am Ende von Besuch 1 erhalten die Teilnehmer ein dreitägiges Ernährungstagebuch und einen Aktivitätsmonitor sowie Anweisungen, wie beides durchgeführt werden kann.

Besuch 2: Ernährungsintervention: Nach einem Fasten über Nacht werden die Teilnehmer gebeten, die fettreiche Testmahlzeit zu sich zu nehmen. Die fettreiche Testmahlzeit besteht aus Speck, Eiern, Käse, Tortilla, Rösti und Mayonnaise (846 kcal, 58 % Fett, 29 % Kohlenhydrate, 13 % Protein). Mitglieder des Forschungsteams bereiten die Mahlzeiten in unserer Stoffwechselküche zu. Vor und nach dem Verzehr der Mahlzeit werden die Forscher eine Reihe von Blutproben entnehmen und wiederholt VO2-Messungen im Ruhezustand durchführen.