Nährstoff-Timing beeinflusst Genaktivität im Fettgewebe

Die Zusammensetzung unseres Frühstücks aus Kohlenhydraten oder Fetten beeinflusst maßgeblich die Arbeitsweise unseres Stoffwechsels. Ein Team um Prof. Olga Ramich vom DIfE und der Charité Berlin konnte erstmals am Menschen belegen, dass das Timing der Nährstoffaufnahme die Aktivität von über tausend Genen im Fettgewebe verändert. Diese Gene regulieren entscheidende Prozesse wie den Zucker- und Fettstoffwechsel sowie Entzündungsreaktionen.

Da der menschliche Körper zirkadianen Rhythmen folgt, schwanken Funktionen wie die Hormonfreisetzung oder die Fettverbrennung im 24-Stunden-Takt. Werden Nährstoffe entgegen dieser inneren Uhr konsumiert, drohen langfristig gesundheitliche Beeinträchtigungen. Die Chrononutrition erforscht daher diese molekularen Zusammenhänge, um durch optimal getimte Mahlzeiten die Stoffwechselgesundheit zu fördern und chronischen Krankheiten gezielt vorzubeugen.

Fette zum Frühstück oder zum Abendbrot?

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Olga Ramich untersuchte erstmals am Menschen, inwieweit der Zeitpunkt der Aufnahme von Kohlenhydraten und Fetten die tageszeitliche Genexpression im Unterhautfettgewebe beeinflusst. Und das unabhängig von der gesamten Kalorienzufuhr. Die Grundlage bildeten Daten einer kontrollierten Crossover-Studie mit 29 übergewichtigen Männern ohne Diabetes. Über jeweils vier Wochen folgten die Probanden zwei kalorisch identischen Ernährungsplänen. Einmal wurden morgens viele Kohlenhydrate und abends viel Fett konsumiert, während die zweite Intervention die umgekehrte Verteilung vorsah. Durch diesen Crossover-Ansatz konnten individuelle Unterschiede in der Stoffwechselantwort präzise isoliert werden. Zu verschiedenen Tageszeiten entnahm das Team insgesamt drei Proben aus dem Unterhautfettgewebe der Teilnehmer. In Kooperation mit Prof. Achim Kramer von der Charité wurde anschließend das Transkriptom analysiert, um ein dynamisches Abbild der Genaktivität zu erstellen.

Fett am Morgen verbessert die Insulinempfindlichkeit im Fettgewebe

Das Team um Olga Ramich charakterisierte erstmals die Genrhythmen im Unterhautfettgewebe und wies nach, dass die zeitliche Nährstoffverteilung sowohl das oszillierende als auch das nicht-oszillierende Transkriptom beeinflusst. Die Analysen machten deutlich, dass 1.386 Gene im Fettgewebe tageszeitlichen Schwankungen unterliegen. Dabei sind viele dieser Gene direkt mit dem Fett- und Glukosestoffwechsel sowie Entzündungsprozessen verknüpft. Der Zeitpunkt der Makronährstoffaufnahme beeinflusste die Genexpression von fast einem Drittel der oszillierenden Gene massiv. Rhythmen veränderten sich, Oszillationen setzten aus oder wurden bei zuvor statischen Genen erst aktiviert.

Besonders aufschlussreich war, dass eine fettreiche Kost am Morgen in Kombination mit kohlenhydratreicher Nahrung am Abend die Marker für die Insulinsensitivität im Fettgewebe verbesserte. Wurde die Fettaufnahme hingegen in den Abend verschoben, stieg die Aktivität von Entzündungsgenen an. Dies deutet auf einen frühen proinflammatorischen Zustand hin. Dieser gilt der als bekannter Risikofaktor für die Entwicklung metabolischer Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes und Adipositas.

Präventionspotenzial durch Mahlzeiten-Timing

Die Ergebnisse der Studie verdeutlichen, wie massiv die zeitliche Verteilung der Nährstoffe die Stoffwechselprozesse beeinflusst. „Unsere Ergebnisse bestätigen erste Erkenntnisse, dass die Verschiebung der Makronährstoffverteilung über den Tag die metabolischen Prozesse im Fettgewebe messbar beeinflusst“, sagt Ramich. Sie warnt zudem: „Späte, fettreiche Mahlzeiten könnten vielleicht ungünstige molekulare Prozesse anstoßen, die möglicherweise langfristig Entzündungen und Stoffwechselprobleme fördern.“ In diesen Erkenntnissen sieht das Forschungsteam vielversprechende Ansätze zur Prävention von Übergewicht und Typ-2-Diabetes. „Neben Kalorienmenge und Nährstoffzusammensetzung könnte zukünftig auch das Mahlzeiten-Timing ein wichtiger Bestandteil personalisierter Ernährungsempfehlungen sein“, erklärt Ramich.

Dennoch weisen die Wissenschaftler darauf hin, dass umfassendere Langzeitstudien erforderlich sind, um fundierte Empfehlungen für verschiedene Bevölkerungsgruppen wie Frauen oder Menschen mit Diabetes zu formulieren. Auch weitere mechanistische Untersuchungen in Zellkulturen oder Tiermodellen sind notwendig, um die Verbindung zwischen den zirkadianen Veränderungen im Fettgewebe und dem gesamten Stoffwechsel im Detail zu entschlüsseln.

Quelle

Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (02/2026)