Schlank durch Eiweiß, dieses Werbeversprechen schlägt schon seit Jahrzehnten Wellen im Bodybuilding & Fitness. Doch was steckt wirklich hinter dem, wie ein Mantra klingenden, Spruch über die Thermogenese unserer  Makronährstoffe und wie kann ich den thermischen Effekt unserer Nahrung zu meinen Gunsten „Ausnutzen“?
Betrachtet man das Angebot an Eiweißquellen auf dem derzeitigen Markt genauer, stellt man fest dass viele dieser Produkte und Lebensmittel Eiweiß  als idealen Makronährstoff für eine Diät bzw. eine Körpergewichtsreduktion ohne Aufwand bewerben.

Die alleinige Einnahme von Eiweiß, so scheint es, reguliert das Körpergewicht wie von Zauberhand auf das vom Konsumenten angepeilte Traumgewicht.
Doch warum ist insbesondere Eiweiß mit seiner „Arbeitsenergie“ neben seiner Aufgabe als   Muskeltreibstoff auch ein idealer Partner für die Regulierung des Körpergewichtes?

Die Energiebilanz unserer Makronährstoffe

Unser Organismus benötigt genügend Energie in Form von Nährstoffen für das Aufrechterhalten der Körperfunktionen.
Umgangssprachlich wird oft der Begriff der Kalorien kommuniziert, dies ist allerdings nicht hundertprozentig korrekt, da eine Kilokalorie (1 Kcal) genau 1.000 Kalorien entspricht[1].

Jeder unserer Makronährstoffe verfügt über einen unterschiedlichen physiologischen Brennwert.
Wir unterscheiden neben Eiweiß, Kohlenhydraten (zusätzlich der Ballaststoffe) auch die Fette als Makronährstoffe für unsere Ernährung.
Ballaststoffe, als ein Teil des Makronährstoffverbundes des Kohlenhydrats, ist zum Beispiel ein Bestandteil von Pflanzenwänden (Cellulose) und ist ähnlich wie Glykogen oder Stärke, aus unzähligen Traubenzuckeratomen zusammengesetzt.
Da die, früher als Faserstoffe bezeichnete Ballaststoffe, lediglich im Dickdarm in kurzkettige Fette umgewandelt werden und nicht bereits im Dünndarm resorbiert werden können, spricht man ihnen einen geringen energetischen Wert von lediglich 2 Kcal pro Gramm zu[2[3]].

Die unterschiedlichen Energiebilanzen unserer Makronährstoffe im Überblick:

In der folgenden Abbildung seht ihr neben den Brennwerten der Nährstoffe auch die oftmals stark vereinfachten Werte für die Produkte der Lebensmittelindustrie[3].

Was versteht man unter dem Thermic Effect of FoodDas Kalorien jedoch nicht gleich Kalorien bzw. Kilokalorien sind, wird mit der Definition des „Thermic Effect of Food“ kurz TEF verdeutlicht.

Der Thermische Effekt der Nahrung (TEF) definiert sich über eine Erhöhung der Stoffwechselrate nach der Einnahme einer Mahlzeit.
Daraus könnte man die Annahme formulieren, dass bereits durch den Konsum eines einzelnen Makronährstoffs der tatsächlich verwertbare Brennwert durch die jeweilige Stoffwechselrate (Thermogenese) verringert wird.
Als grobe Schätzung wird angenommen, dass etwa 10% des durch die Nahrung aufgenommenen Brennwertes bereits dafür vom Körper aufgewendet werden müssen, um die Nährstoffe zu verstoffwechseln und unsere Metabolisierung am Laufen zu halten[4][5].

In der folgenden Abbildung [Abbildung 1] könnt ihr den Verdauungsprozess mit sämtlichen Vorgängen der Energiegewinnung (durch Nahrungsaufnahme), Energiespeicherung (u.A.  in der Leber) und des Energieverbrauches (durch Resorption) genauer betrachten.

Man kann also sagen, dass durchschnittlich 90% der zugeführten Kalorien tatsächlich dem Organismus als Energiequelle bereitgestellt werden können.
Unsere Makronährstoffe unterscheiden sich jedoch sehr stark von den runden 10% der pauschalisierten Thermogenese unserer Nahrungsmittel.

Auswirkungen der unterschiedlichen Makronährstoffe auf den (TEF)

Bei der Faustregel einer 10%-igen Pauschalisierung der Makronährstoffe wird außer Acht gelassen, dass bspw. Eiweiß einen, um bis zu 5-mal höheren thermischen Effekt (Thermogenese) erzeugt, als Fett.
Alkohol erhöht nicht nur den Blutdruck, sondern in Folge auch die Körpertemperatur und verwertet knappe 22% seines Brutto-Energiewertes zur Verstoffwechslung[10].
Dass aber auch die, von Bodybuildern so liebgewonnenen oder verhassten, Kohlenhydrate lediglich 4% ihrer Energie zur Umwandlung verwenden zeigt, dass die Pauschalisierung der nahrungsindizierten Thermogenese nur auf den ersten Blick plausibel erscheint.

Betrachten wir die jeweiligen Makronährstoffe mit ihrem Nettobrennwert einmal genauer, wird der der viel propagierte Schlankheitseffekt von Eiweiß schon offensichtlicher.

Beispiel – Thermischen Effekt unserer Nahrung (Thermogenese) – Makronährstoffe

• 100 Kcal aus Eiweiß, entspricht ca. 24,39g EW, liefern lediglich 75 Kcal Nettoenergie
• 100 Kcal aus Kohlenhydraten, entspricht  ca. 24,39g KH, liefern bereits 94 Kcal Nettoenergie
• 100 Kcal aus Fett, entspricht ca. 10,75g Fett, liefern knappe 95 Kcal Nettoenergie
• 100 Kcal aus Alkohol, entspricht ca. 14,08g Alkohol, liefern knappe 78 Kcal Nettoenergie

Eiweiß benötigt somit knappe 25% seines selbst zugeführten Brennwertes für die thermische Umwandlung und seiner damit verbundenen Bioverfügbarkeit für den Körper.
Fett ist nicht nur der trägste „Energielieferant“ mit lediglich 5% (TEF), sondern auch der Makronährstoff mit der größten Energiedichte.
Auch Kohlenhydrate in Form von Einfachzucker, Glykogen, Ribose, Glukose, Dextrose, Maltose und Oligosacchariden benötigen lediglich 6% der von ihnen bereitgestellten Energie zur Verarbeitung durch den Körper.
Daraus geht hervor, dass eine eiweißreiche Ernährung durch den enormen Verbrauch an thermischer Energie (Thermogenese) eine echte Alternative zu der klassischen Diät darstellt.

Kritische Betrachtung der durchschnittlichen Energiezufuhr bei Männern und Frauen

Gemäß der Deutschen Gesellschaft für Ernährung e.V., existiert seit 2007 seitens der Nahrungsmittelindustrie eine freiwillige  Nährwertkennzeichnung unter Angabe des prozentualen Anteils an der durchschnittlichen Energiezufuhr.
Auf den meisten Produkten findet ihr eine Aufschlüsselung darüber, welche Menge des Produktes wie viel eures Tagesbedarfes an Makronährstoffen und Mikronährstoffen deckt.
Diese Richtlinie (90/496/EEC)[6] der Europäischen Union kennen viele von euch als GDA (Guideline Daily Amounts)[6].
Im folgenden Beispiel zeigen wir euch, dass auch die Pauschalisierung einer durchschnittlichen Energiezufuhr zu einer erheblichen Verschiebung des Nettoenergiewertes führen kann.

Basisdaten für Frau und Mann laut GDA – Mittelwerte

Krafttraining und seine Auswirkungen auf den thermischen Effekt von Lebensmitteln
In dieser knappen Gegenüberstellung zeigt sich die zuvor erwähnte Faustregel des 10%-gen TEF Anteils.
In einigen Studien wurde bereits belegt, dass eine eiweißreiche Ernährung sowohl ohne Sport, als auch in Verbindung mit Sport zu einem erhöhten Kalorienverbrauch von bis zu 15% führen kann[7][8] .
Angewendet auf das Beispiel des Grundbedarfes durch die Europäische Union, würde dieser Prozentsatz einen Kalorienverbrauch von 150 Kcal bis 300 Kcal ausmachen.
Es macht daher grundsätzlich Sinn seine Ernährung eiweißreich zu gestalten, z.B. während einer Diätphase zur Reduktion des Körperfettanteils.

In einer Studie aus dem Jahre 2003 untersuchten die Wissenschaftler Denzer und Young die Auswirkungen von Kraftsport, insbesondere Widerstandstraining mit Gewichten bei Männer und Frauen, auf den thermischen Effekt der Nahrung (Thermogenese).
Folglich sollte bewiesen werden, dass auch eine Trainingseinheit ohne Ausdauertraining einen Einfluss auf die Metabolisierungsrate des Körpers hat.
Bei den 9 Probanden (3 Männer und 6 Frauen) der Testgruppe wurde 2 Stunden nach dem Konsum einer Mahlzeit mit 660 Kcal – sowohl mit als auch ohne vorherigen Sport – der thermische Effekt der Mahlzeit (Thermogenese) dokumentiert[8][9].

Die Wissenschaftler kamen zu dem Ergebnis, dass der thermische Effekt einer kohlenhydratreichen Mahlzeit gesteigert werden kann, wenn dem Organismus beispielsweise durch Krafttraining mehr Sauerstoff zur Verfügung steht.
Sie verglichen ihre Ergebnisse mit einer Vergleichsgruppe und bewiesen so, dass eine Verbesserung der nahrungsinduzierten Thermogenese von Kohlenhydraten von bis zu 70% möglich ist[9].
Da keine Angabe über die Zusammensetzung der verabreichten Mahlzeit besteht, liegen die tatsächlichen Auswirkungen der anderen Makronährstoffe auf das Studienergebnis natürlich nicht vor.
Tatsächlich besteht allerdings ein positiver Effekt einer Mahlzeit bestehend aus mehreren Makronährstoffen.

Eine gesteigerte postprandiale Thermogenese (gesteigerter Energieverbrauch durch Wärmeabgabe nach der Nahrungsaufnahme) des Körpers wird insbesondere durch eiweißreiche Mahlzeiten erreicht, da diese etwa doppelt so lange wie die einer kohlenhydrat- oder fettreichen Mahlzeit anhält.

Belege für die Behauptung: Schlank durch Eiweiß

In einschlägigen Fitnessmagazinen wird immer wieder proklamiert, dass Eiweiß der Schlüssel zur Schlankheit sei und daher in keiner anständigen Diät fehlen dürfe.
Dass der Slogan „Schlank durch Eiweiß“ tatsächlich diesem Versprechen nahe kommen kann, zeigen wir euch jetzt anhand einiger Fakten.

Wissenschaftler der Universität Arizona (Department of Nutrition) untersuchten im Jahre 2002 die Auswirkungen zweier unterschiedlicher Diättypen bei identischer Kalorienmenge.
In ihrer Studie verglichen sie eine fettreduzierte Eiweißdiät, mit einer kohlenhydratreichen-fettarmen Diät bei Frauen[11][12].
Darüber hinaus wurde auch eine mögliche Beteiligung der Thermogenese an einem gesteigerten Grad der Gewichtsreduktion untersucht.
Die Testgruppe setzte sich aus zehn gesunden Frauen im Alter zwischen 19 und 22 Jahren zusammen, alle Nichtraucher und zufällig am örtlichen Campus rekrutiert.
Neben der Dokumentation der Körpertemperatur und der Blutwerte, wurden auch Urinproben der Probandinnen ausgewertet.
Der Thermic Effect of Food (TEF) war 2,5 Stunden nach der jeweiligen Mahlzeit messbar.

Das Studienresultat ergab, dass eine eiweißreiche und fettarme Mahlzeit innerhalb des Messintervalls von 2,5 Stunden einen etwa doppelt so hohen thermischen Effekt (Thermogenese) erzeugte, als eine kohlenhydratreiche und fettarme Mahlzeit mit derselben Kalorienmenge.
Dabei war es unerheblich, ob die Mahlzeit als Frühstück oder in den Abendstunden eingenommen wurde.
Auch die Körpertemperatur hatte sich nach der Einnahme einer überwiegend eiweißhaltigen Mahlzeit erhöht.

Die Studie zeigt, dass nicht nur eine Ernährung mit Kaloriendefizit einen positiven Effekt auf das Körpergewicht haben kann, sondern auch die richtige Wahl der Makronährstoffe – idealerweise eiweißhaltig – durch den beschleunigten Stoffwechsel des Organismus einen weiteren Beitrag zum langsamen Schwinden der Pfunde leisten kann.
Auch das längere Sättigungsgefühl einer eiweißreichen Mahlzeit kann langfristig schon die eine oder andere Kalorie am Tag einsparen.

Abstraktion – Auswirkungen des thermischen Effektes von Eiweiß auf den Glukosetoleranzfaktor

In einer weiteren Studie der Universität Nevada aus dem Jahre 2006 sollte die Beeinflussung des Glukosetoleranzfaktors durch eine eiweißreiche Diät ermittelt werden.
Wie bereits im Artikel über Chrom Picolinat erläutert, kann ein gestörtes Gleichgewicht des Glukosetoleranzfaktors zu einer Gewichtszunahme in Folge von Diabetes führen.

Der Versuch erfolgte hier mit Ratten, welche über 8 Wochen mit einer konstanten Kalorienmenge bestehend aus 65% Eiweiß und 35% Fett gefüttert wurden.
Eine Veränderung der Insulinkonzentration konnte bei mehreren oralen Glukosetoleranz-Testverfahren (OGTT) zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Versuchsanordnung nicht festgestellt werden.
Durch die zusätzliche Dokumentation des Körpergewichtes der Ratten wurde festgestellt, dass kein Zusammenhang zwischen der Gewichtszunahme in Folge einer Eiweiß-Diät und einem gesteigerten Glukosetoleranzfaktor besteht[13][14].
In den Quellen findet ihr neben der kompletten Studie auch den Versuchsaufbau mit sämtlichen Untersuchungsergebnissen und Abbildungen der Insulinspitzen.

Auswirkungen des Meal Timings auf den thermischen Effekt der Nahrung

Der tatsächliche thermische Effekt (Thermogenese) auf den menschlichen Organismus wird nicht nur durch die Makronährstoffe, sondern auch durch Verhältnis und Menge der jeweiligen Mahlzeit entscheidend beeinflusst.
Ohne Zweifel ist Eiweiß der Baustoff mit dem besten thermischen Effekt, doch durch die Kombination mehrerer Makronährstoffe, verbunden mit der richtigen Einnahmefrequenz der Mahlzeiten, verbessert sich die Kalorienbilanz.
Bereits 1991 wurde belegt, dass die Einnahme einer großen Mahlzeit –750 Kilokalorien in der benannten Studie – einen größeren Effekt auf die Thermogenese besitzt, als sechs Mahlzeiten mit einem Abstand von je 30 Minuten[15].

Aber auch der Körperfettanteil des Menschen spielt bei der Thermogenese einen entscheidenden Faktor.
So haben schlanke Menschen einen 2 – 3 Mal so hohen thermischen Effekt von ihrer Nahrung zu erwarten, als übergewichtige Menschen[16].

Letztendlich ist es aber gerade das Meal Timing, welches den Vorteil für einen gesteigerten thermischen Effekt der Nahrung (Thermogenese) gegenüber einer unregelmäßigen Nahrungsaufnahme macht.
So dokumentierte eine Studie aus dem Jahre 2004[17] die Auswirkungen der Thermogenese bei Frauen, welche sechs Mahlzeiten in regelmäßigen Abständen über den Tag verteilt aßen, eine höhere Thermogenese, als die der Vergleichsgruppe.
Die Kontrollgruppe hingegen konsumierte täglich dieselbe Kalorienmenge in unregelmäßigen Abständen und variierenden Portionsgrößen.
So war es möglich, dass die Kontrollgruppe die gleiche Kalorienzahl in drei großen oder neun kleinen  Mahlzeiten verzehrte[17].

Abschließende Worte zum Thermischen Effekt unserer Nahrung

Abschließend lässt sich zusammenfassen, dass der thermische Effekt auf unseren Organismus durch unsere Nahrung einen entscheidenden Vorteil für Personen bietet, welche sich in einer Diätphase befinden und daher eine eiweißreiche Ernährung bevorzugen.
Der thermische Effekt stellt hingegen in der Massephase, bei der man einen bestimmten Kalorienüberschuss erzielen möchte, eine Herausforderung dar.
In vielen kostenlosen Angeboten zur Bestimmung des täglichen Kalorienbedarfs , ist jedoch oftmals schon der sogenannte „Verdauungsumsatz“ beinhaltet und sollte bei der manuellen Berechnung des Kalorienbedarfes berücksichtigt werden.

Mit der richtigen Wahl der Makronährstoffe lässt sich darüber hinaus bereits der Grundstein für einen erfolgreichen Start in eine Diät- oder Definitionsphase legen.

Zu beachten ist natürlich, dass eine entsprechende Manipulation des thermischen Effektes der Nahrung (Thermogenese) auf den Organismus insbesondere durch den Einsatz von Sport signifikant verbessert werden kann[8][11].
Bei übergewichtigen Menschen kann es von Vorteil sein, die Thermogenese durch eine gesteigerte Eiweißaufnahme bei gleichzeitigem Kaloriendefizit zu fördern.
So kann eine Gewichtsreduktion bei gleichbleibendem Nettokalorienwert der Nahrung nach dem Mantra „Schlank durch Eiweiß“ erzielt werden.

In diesem Sinne:
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Quellenangaben:

[1] – http://www.drpabel.de/html/grundlagen1.html – Grundlagen der Ernährung
[2] –
[3] – http://www.lebensmittelklarheit.de/cps/rde/xchg/lebensmittelklarheit/hs.xsl/5835.htm – Nährwertangaben zu Ballaststoffen
[4] – http://flexikon.doccheck.com/de/Metabolisierung – Metabolisierung
[5] – http://www.shapesense.com/nutrition/articles/thermic-effect-of-food.aspx – Thermic Effect of Food
[6] – http://www.dge.de/pdf/ws/DGE-Stellungnahme-GDA.pdf – Guideline Daily Amount (GDA)
[7] – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7733021 – Thermic effect of food in humans: methods and results from use of a respiratory chamber.
[8] – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14669938 – The effect of resistance exercise on the thermic effect of food.
[9] – International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism 13, No. 3 2003, pp. 396-402
[10] – http://de.wikipedia.org/wiki/Thermogenese – Thermogenese
[11] – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11838888 – Postprandial thermogenesis is increased 100% on a high-protein, low-fat diet versus a high-carbohydrate, low-fat diet in healthy, young women.
[12] – http://www.labome.org//expert/usa/arizona/johnston/carol-s-johnston-605477.html – Publications: Carol S Johnston
[13] – http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024320506000464 – Effect of a high protein diet on glucose tolerance in the rat model
[14] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16464475 – Effect of a high protein diet on glucose tolerance in the rat model.
[15] – Tai MM, Castillo P, Pi-Sunyer FX. Meal size and frequency: effect on the thermic effect of food. Am J Clin Nutr. 1991 Nov;54(5):783-7.
[16] – Segal KR, Gutin B, Albu J, Pi-Sunyer FX. Thermic effects of food and exercise in lean and obese men of similar lean body mass. Am J Physiol. 1987 Jan;252(1 Pt 1):E110-7.
[17] – Farshchi HR, Taylor MA, Macdonald IA. Decreased thermic effect of food after an irregular compared with a regular meal pattern in healthy lean women. Int J Obes Relat Metab Disord. 2004 May;28(5):653-60.
[18] –

Abbildungen:

[1] – http://www.weightlossladder.com/wp-content/uploads/2012/04/diagram-of-digestive-system.jpg – Diagram of Digestive System