Intermittierendes Fasten

Intermittierendes Fasten (lateinisch intermittere ‚unterbrechen‘, ‚aussetzen‘), Intervallfasten oder Kurzzeitfasten ist die Bezeichnung für eine Ernährungsform, bei der ständig, in einem bestimmten Rhythmus, zwischen Zeiten der normalen Nahrungsaufnahme und des Fastens gewechselt wird. In verschiedenen Tiermodellen führt das intermittierende Fasten bei den so ernährten Tieren – im Vergleich zu Tieren mit konventioneller Ernährung – zu einer höheren Lebenserwartung und zu einer geringeren Rate an altersbedingten Erkrankungen. Einige der dabei erreichten Effekte ähneln denen der Kalorienrestriktion. Beim Menschen gibt es trotz zahlreicher Studien keinen hinreichenden Beleg für einen gesundheitlichen Vorteil gegenüber anderen Ernährungsweisen mit identischer Energiezufuhr.

Beschreibung

Beim intermittierenden Fasten folgen auf Zeitabschnitte ohne Nahrungsaufnahme Phasen mit normaler Ernährung. Der Rhythmus zwischen normaler Nahrungsaufnahme und Fasten ist dabei häufig konstant.

Bei vielen Laborversuchen erfolgt ein 24-stündiger Wechsel, das heißt, dass auf eine Phase von 24 Stunden Fasten eine Phase mit 24 Stunden normaler Ernährung folgt. In der Fastenperiode wurde in den Versuchen üblicherweise auf feste Nahrung komplett verzichtet und eine Flüssigkeitsaufnahme geschah nur in der Form von Wasser. Diese Form der Ernährung wird in der angelsächsischen Fachliteratur every other day diet (EOD, „jeden zweiten Tag Diät“) oder alternate day fasting (ADF) genannt.

Beim sogenannten 5:2-Fasten werden in jeder Woche fünf normale Tage und zwei Fastentage praktiziert, die in der Regel gleichmäßig über die Woche verteilt werden.

Eine weitere Version des Intervallfastens besteht darin, dass sich der Wechsel zwischen Fasten- und Nahrungsaufnahmeperioden innerhalb eines Tages vollzieht. Häufig angewandt wird die 16:8-Methode. Dabei beginnt erst nach einer 16-stündigen Nahrungskarenzzeit eine 8-stündige Phase der Nahrungsaufnahme. Unter Miteinbeziehung der Nachtruhe und dem Ausfall des Frühstücks oder des Abendessens lässt sich dieses Verfahren ohne größere Umstellungen in den Alltagsablauf integrieren, da die Ernährung nicht umgestellt werden muss. Während des Fastenblocks sind Wasser und ungesüßter Tee oder Kaffee erlaubt. Beim Tagesrhythmus-Intervallfasten werden auch Varianten mit noch längeren Nahrungsaufnahmepausen (z. B. 18:6 oder 20:4) propagiert.

Eine umstrittene Form ist die OMAD-Methode (engl. One meal a day, für ‚eine Mahlzeit am Tag‘), bei der nur eine Mahlzeit am Tag eingenommen wird. Es entspräche einem 23:1-intermittierenden Fasten.

Die verschiedenen Rhythmusvarianten sind zusätzlich dadurch variierbar, wie viel Energie an den Fastentagen aufgenommen wird, ob die an den Fastentagen eingesparte Energiezufuhr an den anderen Tagen durch Überverzehr kompensiert wird, und in welchem Verhältnis die Makronährstoffe an den normalen und den Fastentagen geplant werden.

Auswirkungen und Beobachtungen bei Tieren

Bereits seit Beginn des 20. Jahrhunderts weiß man aus Versuchen mit Nagetieren und vielen anderen Spezies, dass sich eine Restriktion der Nahrungsaufnahme – im Vergleich zur Ad-libitum-Ernährung – positiv auf die Lebenserwartung der Versuchstiere auswirkt. Darüber hinaus wird die Inzidenz für viele altersbedingte Erkrankungen bei diesen Tieren nachweislich reduziert.

Übergewicht

Viele Jahre ging man davon aus, dass diese positiven Effekte allein durch eine Reduzierung der Energieaufnahme hervorgerufen werden. Eine reduzierte Energieaufnahme, so die These, bedeutet weniger Stress für die Körperzellen. Modifizierte Studien in den 1980er Jahren zeigten jedoch, dass dieses vereinfachte Erklärungsmodell offensichtlich falsch ist. In diesen neueren Studien erhielten die Versuchstiere einen Tag kein Futter und am nächsten Tag beliebig davon (ad libitum). Die Tiere konnten so den „Hungertag“ am nächsten Tag jeweils durch „Vollfressen“ kompensieren. Im Vergleich mit der Kontrollgruppe, die jeden Tag ad libitum ernährt wurde, hatten die nach EOD ernährten Mäuse nur geringfügige Defizite bezüglich der Energieaufnahme. Teilweise war ihre Energieaufnahme sogar höher und das Körpergewicht wurde gehalten.

Erhöhte Lebenserwartung

Außerdem lebten die diätetisch ernährten Tiere signifikant länger und waren deutlich widerstandsfähiger als ihre jeden Tag ad libitum ernährten Artgenossen. Ebenso wie bei reduzierter Kalorienaufnahme wurden auch bei den EOD-Mäusen im Serum reduzierte Spiegel an Glucose und Insulin gemessen. Der Blutdruck war deutlich herabgesetzt. Die Neuronen im Gehirn dieser Tiere waren zudem widerstandsfähiger gegenüber exzitotoxischem, durch Kainsäure induzierten Stress.

Wirkung bei Krebs

Die Wirkung von intermittierendem Fasten bei Krebs wurde bei Mäusen und Ratten sehr weitläufig untersucht. Die Ergebnisse waren jedoch insgesamt widersprüchlich. Eine genauerer Erforschung der Einzelheiten wurde als notwendig erachtet, bevor therapeutische Anwendungen beim Menschen in Erwägung gezogen werden könnten.

Unterschiedliche Auswirkungen des Fastens auf die Toxizität von Arznei- und Giftstoffen

Aus Beobachtungen bei Mäusen wurde festgestellt, dass sich die toxische Wirkung bei einigen Substanzen durch das Fasten erhöht (z. B. die Lebertoxizität von Paracetamol), während es sich bei anderen verringerte (z. B. beim Steroid Digitoxigenin).

Überlebenswahrscheinlichkeit nach schwerer Operation

In einer Studie wurde bei Ratten durch Okkludieren der linken Koronararterie eine chronische Herzinsuffizienz künstlich erzeugt. Zwei Wochen nach dem Eingriff wurde ein Teil der Tiere auf intermittierendes Fasten umgestellt, der Rest normal ernährt. Bei der auf intermittierendes Fasten umgestellten Gruppe lag die Überlebensrate nach sechs Wochen bei 88,5 %, während sie in der anderen Gruppe nur 23 % betrug. Das Verhältnis von Herzmasse zu Körpermasse war bei den auf Diät gesetzten Tieren signifikant niedriger (2,4 ±0,17 zu 3,9 ±0,18; P<0,01). Perfusionsversuche am isolierten Herzen zeigten bei den Diät-Ratten eine deutlich besser erhaltene Herzfunktion. Bei diesen Tieren waren auch eine Reihe von Angiogenesefaktoren, wie asHIF-1-α, BDNF und VEGF, im Herz hochreguliert. Entsprechend wurde immunhistochemisch bei diesen Tieren eine erhöhte Kapillardichte im Grenzgebiet des ischämischen Herzmuskels, sowie eine verstärkte Expression von VEGF in den Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) festgestellt. Anti-Apoptose-Faktoren wie Akt und Bcl-2 waren ebenfalls stark erhöht.

Reduziertes Auftreten von Diabetes und diabetes-assoziierten Komplikationen

Darüber hinaus bewirkt intermittierendes Fasten bei Ratten, dass die Progression einer diabetischen Nephropathie deutlich gebremst wird. Im Modellorganismus BB-Ratte konnte durch intermittierendes Fasten die Inzidenz für Diabetes mellitus Typ 1 signifikant gesenkt werden.

Reduzierte Symptome von Alzheimer

Bei transgenetischen Mäusen vom Typ 3xTgAD, die die Alzheimer-Krankheit entwickeln, schnitten sowohl die Tiere mit energetischer Restriktion als auch die mit intermittierendem Fasten besser bezüglich ihrer kognitiven Fähigkeiten ab als ihre normal ernährten transgenen Artgenossen.

Lebensverlängerung abhängig von Alter und Rasse der Versuchstiere

Die Effekte der Lebensverlängerung sind allerdings stark abhängig vom Alter, in dem das intermittierende Fasten begonnen wurde, und vom Genotyp der Versuchstiere. Bei Mäusen eines bestimmten Genotyps (A/J) reduzierte sich sogar die mittlere Lebenserwartung und maximale Lebensdauer, wenn erst im Alter von zehn Monaten mit dem intermittierenden Fasten begonnen wurde. Begann man im Alter von sechs Monaten, so zeigte sich keine signifikante Veränderung, während ein Diätbeginn sechs Wochen nach der Geburt sowohl die mittlere Lebenserwartung, als auch die maximale Lebensdauer erhöhte. Beim Genotyp C57BL/6J waren bei sechs Wochen und sechs Monaten signifikant positive Effekte bezüglich mittlerer Lebenserwartung und maximaler Lebensdauer zu verzeichnen. Begann man bei diesem Stamm im Alter von 10 Monaten mit dem intermittierenden Fasten, so wurde die maximale Lebensdauer erhöht, während die mittlere Lebenserwartung unverändert blieb. Bei Ratten vom Genotyp Wistar konnte dagegen auch im Alter von 18 Monaten noch eine Lebensverlängerung durch intermittierendes Fasten erreicht werden. Beim Fadenwurm Caenorhabditis elegans kann durch das intermittierende Fasten die Lebenserwartung um 40 bis 56 Prozent erhöht werden.

Ursachen für die positiven Effekte des intermittierenden Fastens bei Versuchstieren

Die Ursachen für den lebensverlängernden Effekt bei Versuchstieren sind noch weitgehend unklar. Mehrere Modelle werden diskutiert.

Die Widerstandsfähigkeit der Körperzellen wird – so vermuten einige Autoren – durch das Wechselspiel von anabolen und katabolen Prozessen verbessert. Zudem werden möglicherweise geschädigte Zellen und Biomoleküle vermehrt „repariert“.

Bei der Nahrungsaufnahme wird vom Körper Insulin ausgeschüttet. Über Rezeptor-Tyrosinkinasen werden dann mehrere Signalketten in Gang gesetzt. Dadurch werden gewebespezifische Effektorproteine beziehungsweise Prozesse aktiviert. Eine der Signalketten läuft über Proteinkinasen, was sich bei Modellorganismen nachweislich negativ auf die Lebenserwartung auswirkt. Die Ursache für diesen Effekt ist offensichtlich die Inhibierung von FOXO3. Dieser Transkriptionsfaktor reduziert die replikative Seneszenz. Zudem wird über die Insulin-Signalkaskade die Proliferationsrate erhöht, wodurch der Abbau der Telomere an den Enden der Chromosomen beschleunigt wird. Werden die für diese Signalkette notwendigen Gene in dem Modellorganismus Drosophila abgeschaltet (Gen-Knockout), so erhöht sich die Lebensdauer dieser Insekten um den Faktor zwei. Umgekehrt bewirkt das Fasten, dass vermehrt Sirtuin-1 exprimiert wird, was wiederum die Expression von FOXO3 anregt. FOXO3 versetzt die Zelle in eine Art Ruhezustand (Quieszenz), wodurch der Zellzyklus verlangsamt und die Produktion von antioxidativen Enzymen wie Mangan-Superoxid-Dismutase (MnSOD) und Eisen-Superoxid-Dismutase (FeSOD) sowie der Katalase in den Zellen erhöht wird.

Diese antioxidativen Enzyme helfen wiederum den Zellen, besser mit oxidativem Stress umzugehen, der ein wesentlicher Faktor für die Alterung von Zellen ist.

Die GTPase RHEB spielt beim intermittierenden Fasten offensichtlich eine wesentliche Rolle. Die durch das Fasten hochregulierten Gene benötigen dieses Enzym für ihre Induktion.

Intermittierendes Fasten beim Menschen

Intermittierendes Fasten führt beim Menschen zu ähnlichen physiologischen und metabolischen Veränderungen wie eine kontinuierliche Kalorienrestriktion. Ein wesentlicher Unterschied ist jedoch, dass beim intermittierenden Fasten erheblich höhere Plasmakonzentrationen von Ketokörpern nachweisbar sind. Es wird angenommen, dass das Ernährungsmuster des intermittierenden Fastens dem des Menschen vor Beginn von Ackerbau und Viehzucht stärker ähnelt als die Essrhythmen der Neuzeit und dass der menschliche Körper dem nach wie vor angepasst sei. Ergebnisse aus Kurzzeitstudien deuten darauf hin, dass die übergewichtigen Probanden nach zwei bis drei Monaten alternierendem Tagesfasten (eine Variante des intermittierenden Fastens) 3–7 % ihres Körpergewichts verlieren und ihre Risikofaktoren bezüglich koronarer Herzkrankheit verbessern.

Breitere klinische Erfahrungen ergeben sich aus Ländern mit vorwiegend muslimischer Bevölkerung, in der jährlich der Ramadan begangen wird. Die hierbei beobachteten metabolischen Verbesserungen bei gesunden Personen sind sehr klein und von kurzer Dauer. Andere Untersuchungen beschreiben einen Anstieg des ungünstigen LDL-Cholesterins und ein Absinken des guten HDL-Cholesterins, insbesondere bei gesunden Männern. Bei übergewichtigen Menschen, die den Ramadan praktizieren, verbessert sich die Körperzusammensetzung und reduziert sich das Körpergewicht zumindest kurzzeitig.

Auch die Studienlage zu übergewichtigen Menschen ohne religiösen Hintergrund zeigt kaum Vorteile für das Intervallfasten, weder mit 16:8-Fasten (time-restricted eating), 5:2-Fasten, noch mit Alternate-day-Fasting (Every-other-day-Fasting). Die Gewichtsreduktion ist nicht höher als mit kontinuierlicher Kalorienbeschränkung. Allein der Nüchternblutzucker sinkt stärker als bei konventioneller Diät; für Blutfette, Entzündungswerte und Blutdruck ist kein Vorteil erkennbar. Das in Beobachtungsstudien beschriebene geringere kardiovaskuläre und metabolische Risiko beruht möglicherweise auf reverse causality: Menschen mit niedrigem Risiko wenden häufiger Intervallfasten an, aber Intervallfasten senkt nicht das Risiko.

Die in Tierversuchen erzielten Ergebnisse sind ohnehin nicht ohne weiteres auf den Menschen übertragbar. So wurde in vielen Fällen die Kontrollgruppe der Versuchstiere ad libitum ernährt und hatte eingeschränkte Bewegungsmöglichkeiten, was definitiv zu ungesunder Lebensweise durch Übergewicht führt. Es ist deshalb noch weitgehend ungeklärt, ob intermittierendes Fasten bei Menschen mit einem niedrigen oder normalen Body-Mass-Index überhaupt einen positiven Effekt hat.

Es gibt derzeit im Gegensatz zum Tiermodell keinen wissenschaftlichen Beweis dafür, dass eine dauerhafte Kalorienrestriktion – bei adäquater Ernährung des Menschen – im Vergleich zu einem schlanken Erwachsenen einer Kontrollgruppe zu einer Verlängerung der Lebenserwartung führt. Allerdings behaupten wissenschaftliche Übersichtsarbeiten, dass Kalorienrestriktion oder Intervallfasten bei gesunden Erwachsenen wahrscheinlich zu ähnlichen Lebenserweiterungen – Verlängerungen der Gesundheits- und Lebensspanne – führen, wie sie bei Tierversuchen festgestellt wurden. Zu den molekularen Mechanismen solcher Phasen zählt die Autophagie.

Intervallfasten könnte mit Zeiträumen, in denen man die Kalorienaufnahme auf ein konstantes Defizit beschränkt, und mediterraner Ernährung – welche in der Regel langfristige kardiovaskuläre Vorteile bewirkt und die Langlebigkeit ebenfalls erhöhen könnte – kombiniert werden. Welche Protokolle (etwa Dauer und Höhe des Kaloriendefizits) und Kombinationen (siehe z. B. Kalorienrestriktionmimetikum, Wirkungen des Kaffees und AMPK) mit Kalorienrestriktion beim Menschen allgemein und je nach Person wirksam oder am wirksamsten sind, ist noch unbekannt.

Forscher schätzen den Nutzen des Intervallfastens auch deshalb als möglicherweise gering ein, weil die meisten Personen dieses Ernährungsmuster nicht lange beibehalten.

Geschichtliches

Die Ergebnisse der ersten kontrollierten Tierversuche zum intermittierenden Fasten wurden 1934 veröffentlicht. Als Versuchstiere dienten Mäuse. Das intermittierende Fasten war auf zwei Tage pro Woche beschränkt. Die beobachtete Lebensverlängerung wurde von den Autoren allerdings als nicht signifikant gewertet. Die intermittierend ernährten Männchen wurden im Mittel 745 Tage alt, die Weibchen 819. In der Kontrollgruppe waren es 712 beziehungsweise 773 Tage. Bereits 1887 wurden von dem russischen Arzt von Seeland Versuche an Hühnern durchgeführt. Über die Auswirkungen auf die Lebensdauer machte er jedoch keine Aussagen. Sergius Morgulis, Professor für Biochemie an der University of Nebraska, führte 1913 Versuche mit intermittierendem Fasten bei Salamandern durch. Doch auch hier lag das Forschungsinteresse nicht auf den Auswirkungen auf die Lebenserwartung, sondern im Wesentlichen auf den Auswirkungen auf das Wachstum der Tiere.Anton J. Carlson und Frederick Hoelzel von der University of Chicago fanden 1945 bei Ratten, die intermittierend ernährt wurden, sowohl eine Verlängerung der Lebensspanne als auch eine reduzierte Tumorrate. Das optimale Fastenintervall bestimmten sie zu einem Tag Fasten in drei Tagen. Die mittlere Lebensdauer der Tiere erhöhte sich dabei um 15 % bei den Weibchen und um 20 % bei den Männchen.

Weiteres

Das National Institute on Aging der Vereinigten Staaten sieht zwar die Erfolge bei der Gewichtsabnahme in mehreren Studien zu fettleibigen oder übergewichtigen Personen, empfiehlt jedoch, um im Alter gesund zu bleiben, andere Maßnahmen als intermittierendes Fasten aufgrund fehlender Langzeitstudien.

Weiterführende Literatur

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