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Kommt es wirklich auf die Kalorien an?
Die alte goldene Regel des Gewichtsverlustes lautet: Aufgenommene Kalorien minus verbrauchter Kalorien gleich Gewichtsveränderung. Diese Hypothese klingt zunächst einleuchtend und es gibt jede Menge scheinbar guter, solider, nach strengen klinischen Maßstäben durchgeführter Studien zur Stützung der Hypothese. Dennoch stimmt sie nicht.
Gehen wir jedoch zunächst davon aus, dass sie korrekt ist, so stoßen wir sofort auf das erste große Problem: Wie viele Kalorien enthält denn ein Nahrungsmittel?
Obwohl die Supermärkte sich um Standardisierung bemühen, können natürliche Lebensmittel durchaus unterschiedliche Inhaltsstoffe haben. Eine früh im Jahr geerntete Frucht kann z.B. wesentlich weniger Zucker enthalten als eine vollreife Frucht; die grüne Banane besteht hauptsächlich aus Stärke, die überreife Banane hauptsächlich aus Zucker.
Und das ist lediglich das erste Problem. Das zweite Problem ist schwieriger zu lösen: wie viel Energie verbrauchen die Dinge, die wir tun? Jemand, der einen Kilometer läuft, verbraucht weniger Energie als jemand anderes, der die gleiche Strecke läuft, aber mehr wiegt. Schnell laufen verbraucht mehr Energie als langsam laufen.
Studien haben gezeigt, dass Probanden in klinisch überwachten Stoffwechselstudien bei fettarmer Diät Gewicht verlieren. Einige Wochen später allerdings sind die Leute wieder zu Hause und die Regelsysteme des Körpers sorgen dafür, dass das verlorene Gewicht erneut aufgebaut wird. Es funktioniert also nicht. Das Problem bei diesem Vorgehen liegt darin, dass man nicht wissen kann, wie viel Energie man aufnimmt und genauso wenig weiß man, wie viel Energie man verbraucht.
Wann also ist Kalorie nicht gleich Kalorie?
Die zweite althergebrachte goldene Regel lautet: "Eine Kalorie ist eine Kalorie ist eine Kalorie" — egal, woher sie stammt. Isst man also eine bestimmte Anzahl Kalorien mehr als man verbraucht, so nimmt man so und so viel an Gewicht zu ungeachtet der Herkunft dieser Kalorien. Allerdings wurde wieder und wieder in vielen Studien mit gleichem Kaloriengehalt jedoch unterschiedlichen Bestandteilen gezeigt, dass diese Behauptung von der Wahrheit recht weit entfernt ist. Probanden, die eine fettbetonte Diät verzehrten, verloren durchgängig mehr an Gewicht als Probanden, die eine kohlenhydratbetonte Diät bekamen und das, obwohl beide Diäten genau die gleiche Anzahl Kalorien enthielten.
Der Satz "Eine Kalorie ist eine Kalorie ist eine Kalorie" ist also nicht doch nicht so bedeutsam: eine Kalorie aus Kohlenhydraten macht offensichtlich eher dick als eine Kalorie aus Fett. Manche Kalorien wiegen offensichtlich schwerer als andere.
Die Wissenschaft kommt mehr und mehr zu der Ansicht, dass Gewichtskontrolle ein äußerst komplexes Thema ist und dass die überkommene Vorstellung, nach der Übergewichtige einfach faule Vielfraße sind, genauso absurd und beleidigend ist, wie das es die Leute mit Übergewicht schon immer behauptet haben.
Was ist also schief gelaufen?[1]
Woran liegt es, dass trotz der Vielzahl der Hinweise auf Kohlenhydrate und nicht Fette als Grund für Adipositas die Ernährungsexperten dies nicht erkennen? Nun, vermutlich liegt esl am Glauben an den ersten Hauptsatz der Thermodynamik, laut dem Energie weder geschaffen noch zerstört sondern lediglich umgewandelt werden kann.
Ende des 19. Jahrhunderts schuf die Ärzteschaft auf der Grundlage dieses Hauptsatzes ein einfaches Modell. Sie verglichen den Körper mit einem Vorratsbehälter, dem an einer Seite mit Energie in Form von Nahrung zugeführt wird. Diese Energie werde dann, so die Theorie, entweder verbraucht oder eingelagert. War der Verbrauch höher als die Zufuhr, wurde man dünner; lag die Zufuhr höher als der Verbrauch, wurde man dicker. Diese Theorie war einfach zu begreifen, erschien sinnvoll, stimmte mit den Gesetzen der Physik überein und schien eine Zeitlang eine hinreichende Erklärung zu bieten. Ernährungsberater konnten nun unter Berufung auf augenscheinliche wissenschaftliche Erkenntnisse behaupten, dass dicke Menschen entweder zuviel aßen oder zu wenig arbeiteten.
Zu Beginn des ersten Weltkrieges kamen die ersten Zweifel auf. Diabetes ist beispielsweise eine Störung des Kohlenhydratstoffwechsels und die damalige Behandlung von Diabetes bestand im kompletten Entzug von Kohlenhydraten. In diesem Fall stellten die Wissenschaftler fest, dass die einfache Gleichung von Energiezufuhr und –verbrauch einfach nicht aufging.
Anfang der zwanziger Jahre des zwanzigsten Jahrhundert stieß die Theorie auf erneutes Interesse. Es war damals unmöglich, den Gesamtgehalt an Körperwasser eines Menschen zu berechnen. Man machte deshalb eine Wassereinlagerung oder Wasserverlust für Unstimmigkeiten der Energiegleichung und Übergewicht verantwortlich. Es sollte noch Jahrzehnte dauern, bis diese bequeme Theorie widerlegt wurde.
In fünfziger Jahren konnte mit Hilfe der neuentwickelten Isotoptechnik der Fettumsatz im Körper genauer gemessen werden. Zusätzlich stellte man fest, dass verschiedene Nahrungsmittel die Menge des Körperfetts verändern konnten und dass Körperfett — bei gleich bleibender Energiezufuhr — auch von den regulierenden Drüsen, d.h. Nebennieren, Schilddrüse und Hypophyse beeinflusst werden konnte.
Die Unstimmigkeiten der Theorie
Die Tatsache, dass Diäten mit hohem Energiegehalt effektiveren Gewichtsverlust erzielen wird von Ernährungsberatern und Ärzten nur mit großen Schwierigkeiten akzeptiert — scheint sie doch die Gesetze der Thermodynamik in Frage zu stellen. Diese Theorie weist allerdings ein paar Unstimmigkeiten auf, die sich durch Betrachtung einiger grundlegender Tatsachen aufspüren lassen.
Eine Kalorie ist eine Wärmeeinheit. Der Energiegehalt von Nahrungsmitteln wird durch Verbrennung in einem als "Bombenkalorimeter" bezeichneten Gerätes und nachfolgender Messung der dabei abgegebenen Wärme bestimmt.
Ein Gramm auf diese Art verbrannter Kohlenhydrate erzeugt einen Wert von 4,2 Kalorien bzw. Kilokalorien (kcal). Ein Gramm Eiweiß liefert 5,25 kcal wobei hier eine Kalorie abgezogen wird, da ein Gramm Eiweiß nicht direkt oxidiert, sondern Harnstoff und andere abzuziehende Produkte entstehen lässt. So ergibt sich für Eiweiß schließlich die Zahl von 4,25 kcal. Verbrennt man ein Gramm Fett im Bombenkalorimeter, so erhält man 9,2 kcal.
Diese Zahlen werden dann auf die nächste ganze Zahl — 4, 4 und 9 — aufgerundet, dienen in Kalorientabellen zur Angabe des Energiegehalts von Nahrungsmitteln und werden von Diätwilligen zur Berechnung ihres Verzehrs verwendet.
Zwei grundlegende Dinge stimmen allerdings bei diesen Zahlen, die ja immerhin zur Bestimmung der für uns richtigen Nahrungsmittelmenge dienen, nicht:
1. Recht offensichtlich ist die Tatsache, dass der Körper Nahrungsmittel nicht so verbrennt wie ein Bombenkalorimeter — sonst würden wir nämlich im Dunkeln leuchten! Der Verdauungsprozess ist recht ineffizient. Der chemische Vorgang, bei dem Blutzucker zur Energiegewinnung oxidiert wir, produziert Kohlendioxid. Die Hälfte davon wird über die Lunge als Kohlendioxid ausgeschieden, die andere Hälfte wird als energiehaltige Moleküle, deren Energiewert von dem der ursprünglich verzehrten Nahrungsmittel abgezogen werden muss, über Schweiß, Urin und Kot ausgeschieden. Keiner dieser Werte ist immer gleich. Bei Verzehr großer Mengen an Fett werden z.B. Ketone hergestellt, die sich im Urin nachweisen lassen. Der Energiewert eines Gramms Ketone aus Fett beträgt ungefähr vier Kalorien. Das bedeutet, dass fast die Hälfte der im Fett enthaltenen Energie verloren geht..
2. Der zweite, noch bedeutsamere Fehler dieser Argumentation besteht darin, dass der Körper nicht alle aufgenommene Nahrung zur Energieherstellung verwendet. Die primäre Funktion des Nahrungseiweißes besteht z.B. in der Herstellung und Reparatur von Körperzellen: Haut, Blut, Haare, Finger- und Zehennägel usw. Generell geht man davon aus, dass alleine dafür pro Kilogramm fettfreie Körpermasse ein Gramm Eiweiß benötigt wird. 100 g Fleisch enthalten ungefähr 23 g Protein, so dass ein Mensch, der 70 kg wiegt, ungefähr 300g Fleisch oder gleichwertiges Eiweiß essen muss, um die Grundversorgung mit Eiweiß sicherzustellen. Die Menge hat selbst bei magerem Geflügelfleisch ca. 465 kcal. Diese Kalorien werden nicht in Energie umgewandelt und stehen nicht für den Wärmebedarf des Körpers zur Verfügung. Sie müssen also beim Kalorienzählen abgezogen werden.
Ein recht großer Teil des mit der Nahrung aufgenommenen Fettes liefert ebenfalls Material für Prozesse im Körper, die nicht der Energiegewinnung dienen: Herstellung von Gallensäuren, Hormonen, essentiellen Fettsäuren für Gehirn und Nervensystem und so weiter. Das muss alles abgezogen werden. Der Versuch allein aus der aufgenommenen Nahrung und der verbrauchten Energie zu bestimmen, wie viel überschüssige Energie der Körper als Fett einlagert, führt zu einer falschen Antwort. Die anderen Faktoren lassen sich allerdings nicht messen und deshalb ist das Kalorienzählen, das im Prinzip Grundlage jeder modernen Abmagerungskur ist, absolute Zeitverschwendung.
Und das war noch nicht der letzte Fehler: "Eine Kalorie ist eine Kalorie" — sagen uns die "Experten". Sie meinen damit, dass es unmöglich sei, dass zwei Diäten mit dem gleichen Kaloriengehalt zu unterschiedlichen Gewichtsverlusten führen. Dennoch wurden im Laufe des letzten Jahrhunderts eine Fülle von Ernährungsstudien durchgeführt, die zeigten, dass kohlenhydratarme Diäten bei gleicher Kalorienzahl bessere Abnahmeerfolge brachten als die hergebrachten fettarmen Diäten. Diese Studien wurden von den "Experten" scharf kritisiert. Sie behaupteten, die Daten könnten nicht stimmen, da sonst die Gesetze der Thermodynamik verletzt würden. Das stimmt allerdings nicht, denn es gibt mehr als einen thermodynamischen Hauptsatz. Die begrenzte Sicht von "eine Kalorie ist immer eine Kalorie" stimmt mit dem ersten, jedoch nicht mit dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik überein.
Der springende Punkt besteht darin, dass die kohlenhydratarme, fettreiche Diät — egal was die "Experten" sagen — für den Gewichtsverlust einen Stoffwechselvorteil bietet [2] Und dieser Stoffwechselvorteil stimmt mit dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik vollständig überein — und mit dem ersten übrigens auch.
Beim ersten Hauptsatz geht es ja, wie schon weiter oben erwähnt, um die Erhaltung der Energie, wogegen der zweite Hauptsatz sich mit dem Energieverlust befasst. Nach diesem Gesetz verlaufen auch die chemischen Reaktion in unserem Körper.
Ein Beispiel mag das verdeutlichen: die im Benzin enthaltene Energie treibt unser Auto an, produziert aber auch Wärme durch Reibung und Geräusche, beides Produkte, die wir eigentlich nicht brauchen. Beim zweiten Hauptsatz geht es um Effizienz, d.h. den Anteil der eingesetzten Energie, der dem beabsichtigten Zweck dient und den Anteil, der verloren geht. Beim Auto bedeutet das, dass zwar die gesamte im Benzin enthaltene Energie in Übereinstimmung mit dem ersten Hauptsatz der Wärmelehre verbraucht wird, dass jedoch nicht alles zum Antrieb des Fahrzeugs benutzt wird, sondern die Abfallprodukte (Wärme und Geräusche) abgezogen werden müssen. Hier greift der zweite Hauptsatz der Wärmelehre, der für die Effizienz unseres Körpers und die Art und Weise, wie sich verschiedene Nahrungsmittel auswirken, genauso gilt. Der zweite Hauptsatz besagt, dass keine Maschine völlig effizient arbeitet, sondern dass ein Teil der verfügbaren Energie als Wärme verloren geht oder für den inneren Umbau der chemischen Verbindungen und ähnlicher Umwandlungsprozesse verwendet wird. Da die Nahrungsmittel unterschiedlich verstoffwechselt werden und dies mit unterschiedlicher Effizienz geschieht kann eben diese Effizienz erheblich schwanken. Aus diesem Grunde kann das Dogma von der Kalorie, die immer eine Kalorie ist, schon vom Grundsatz her nicht mit dem zweiten Hauptsatz der Wärmelehre übereinstimmen.
Genau dieser Unterschied bei den chemischen Umwandlungen in unserem Körper führt dazu, dass man bei kohlenhydratarmen Diäten leichter an Gewicht verliert als bei fettarmen, kalorienbeschränkten Diäten. Die Ernährungspäpste vergessen beim Zitieren der Hauptsätze der Wärmelehre nämlich die durch die unterschiedlichen chemischen Umwandlungsprozesse hervorgerufenen Energieverluste. Bezieht man diese mit ein, so befinden wir uns in schönster Übereinstimmung mit allen Hauptsätzen der Wärmelehre.
Und wer das Richtige isst, kann das Kalorienzählen ohnehin getrost vergessen.
Literatur
1. Kekwick A. The metabolism of fat. J R Coll Gen Pract. 1967; 13 (Suppl 7): 95.
2. Feinman RD, Fine EJ. Thermodynamics and Metabolic Advantage of Weight Loss Diets. Metabolic Syndrome and Related Disorders 2003; 1: 209-219.
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