Seite 2: Kleiner Exkurs in die Chronobiologie

Dieser Wissenschaftszweig untersucht die Biologie der zeitlichen Organisation von physiologischen Prozessen und wiederholten Verhaltensmustern bei Organismen.

Die hierbei nachgewiesenen Regelmäßigkeiten wiederkehrender Erscheinungen werden als biologische Rhythmen bezeichnet (nicht zu verwechseln mit esoterischen Biorhythmuslehren). Sie treten mit verschiedener Periodendauer auf und können als regelmäßige Anpassungen innerer Zustände an äußere Umstände verstanden werden.

So bestimmen zirkadiane, etwa 24-Stunden dauernde, tägliche Rhythmen die Biologie aller Lebewesen, etwa den Schlaf-Wach-Rhythmus, die Körpertemperatur, den Blutdruck und Hormonspiegel und vieles mehr.

Diese Rhythmen sind weitgehend unabhängig von äußeren Faktoren und werden gesteuert von einer circadianen "innerer Uhr". Diese ist in jeder einzelnen Zelle vorhanden. Das übergeordnete Zentrum der inneren Uhr ist im Zwischenhirn (Nucleus suprachiasmaticus) lokalisiert. Die Steuerung erfolgt durch An- und Ausschalten von Genen über bestimmte Signalstoffe, etwa in der Leber.

Wechselnde Tageslänge erfordert eine ständige (langsame) Synchronisation der inneren Uhr. Diese erfolgt über die Einwirkung von Licht auf lichtempfindliche Nervenzellen (Melanopsin) in der Netzhaut. Bei kurzfristig notwendiger Synchronisation bei Überfliegen von Zeitzonen entsteht bekanntlich ein Jet-Lag.

Eine neue Erkenntnis aus dem berühmten Mäuse-Experiment (siehe unten) ist nun, dass jeder Rhythmus in der Leber unabhängig vom Lichtsensor von der Nahrungsaufnahme gesteuert wird.

Die dicke und die dünne Maus

Eine wichtige wissenschaftliche Studie, die großes Aufsehen erregte und zu dem Hype über das Intervallfasten beigetragen hat, stammt aus 2012 und trägt den Titel "Time-Restricted Feeding without reducing caloric intake prevents metabolic diseases in mice fed in high fed diet" (zu Deutsch: Zeitlich eingeschränktes Füttern ohne Kalorienbeschränkung verhindert Stoffwechselkrankheiten bei Mäusen, die mit fettreicher Kost gefüttert werden").5

Während ernährungsbedingte Fettleibigkeit bisher ausschließlich auf eine erhöhte Kalorienzufuhr zurückgeführt wurde, zeigt die genannte Studie, dass Mäuse (nachtaktive Tiere!), die mit einer fettreichen Diät (HFD) mit freiem Zugang (ad libidum) gefüttert wurden, Tag und Nacht häufig fressen, so dass es zu Fettleibigkeit und weiteren chronischen Krankheiten bei ihnen kommt (Abbildung 2).

Um zu testen, ob diese Krankheiten auf die Fütterung mit HFD oder Störungen der von Signalstoffen abhängigen Stoffwechselzyklen zurückzuführen sind, wurden Tiere mit einer überkalorischen HFD entweder mit freiem Zugang über 24 Stunden oder mit einer TRF mit zeitbeschränktem Zugang von 8 Stunden nachts gefüttert.

Dabei erhielten die Mäuse unter TRF äquivalente Mengen an Kalorien von HFD wie diejenigen mit freiem Zugang. Unter TRF waren sie jedoch gegen Fettleibigkeit, erhöhtem Insulinspiegel, Leberverfettung und -entzündung geschützt und wiesen eine verbesserte motorische Koordination auf.

Die Autoren schlossen daraus, dass TRF die Funktion bestimmter Signalwege des Stoffwechsels, die Oszillationen der circadianen Uhr und die Expression ihrer Zielgene verbessert.

Diese Veränderungen der Stoffwechselwege führten zu Verbesserungen des Lebermetabolismus mit einer Verbesserung des Zuckerstoffwechsels, der Nährstoffverwertung und des Energieverbrauchs.

Die Schlussfolgerung war, dass an Mäusen gezeigt werden konnte, dass TRF eine nicht-pharmakologische Strategie gegen Fettleibigkeit und damit verbundene Krankheiten ist.