Food for thought: Braucht das Gehirn Kohlenhydrate?

Von Franziska Spritzler, RD, CDE, medizinische Überprüfung durch Dr. Michael Tamber, MD – Aktualisiert am 13. Januar 2021 Evidenzbasiert

Sie haben vielleicht gehört, dass das Gehirn Kohlenhydrate benötigt, um zu funktionieren. Das kann wie ein überzeugendes Argument klingen, nicht voll auf Keto umzusteigen. Aber ist es wahr? Lesen Sie weiter, um zu erfahren, warum Ihr Gehirn weiterarbeitet, wenn Sie keine Kohlenhydrate mehr essen, oder klicken Sie auf die Links oben, um direkt zu einem bestimmten Abschnitt zu gelangen.

Ihr Gehirn braucht eine konstante Energieversorgung

Ihr Gehirn ist das wohl am stärksten beanspruchte Organ in Ihrem Körper. Es ermöglicht es Ihnen, Entscheidungen zu treffen, zu lesen, zu sprechen und Hunderte von anderen Handlungen sofort auszuführen.

Es ist auch für mehrere unwillkürliche Vorgänge verantwortlich, die für das Überleben wichtig sind, wie die Atmung, die Regulierung der Körpertemperatur und die Ausschüttung von Hormonen. Es dient als Zentrale des Zentralnervensystems, empfängt und sendet Nachrichten durch den ganzen Körper, die es uns ermöglichen, Dinge zu tun wie ein Auto zu erkennen, das plötzlich vor uns herfährt, und dann zu bremsen oder auszuweichen, um es zu vermeiden.

Obwohl es nur 2 % des Körpergewichts ausmacht, verbraucht das Gehirn 20 % der täglichen Energie.1

Um seine wichtigen Funktionen ausführen zu können, benötigt das Gehirn eine ständige Versorgung mit Brennstoff. Das Gehirn kann zwei Hauptbrennstoffe verwenden: Glukose oder Ketone, die beide die Blut-Hirn-Schranke überwinden.

Bei Menschen, die sich mäßig bis reichlich kohlenhydratreich ernähren, ist die Hauptenergiequelle des Gehirns Glukose. Bei Menschen, die sich kohlenhydratarm und ketogen ernähren, kann das Gehirn einen Großteil seines Energiebedarfs aus Ketonen decken.2

Was passiert, wenn man keine Kohlenhydrate isst?

Schätzungsweise benötigt das Gehirn bei einer kohlenhydratreichen Ernährung etwa 110-145 Gramm Glukose (aus dem Abbau von Kohlenhydraten) pro Tag, um optimal zu funktionieren.3 Die meisten Menschen, die sich heute kohlenhydratreich ernähren, nehmen etwa doppelt so viele Kohlenhydrate zu sich, wie ihr Gehirn verbraucht, so dass es mit reichlich Glukose versorgt ist.

Was passiert, wenn man weit weniger als 110 Gramm Kohlenhydrate pro Tag oder gar keine Kohlenhydrate isst? Hungert das Gehirn dann? Auf keinen Fall!

Die Leber und die Muskeln speichern Glukose in Form von Glykogen. Obwohl die Menge von Person zu Person variiert, speichert ein durchschnittlich großer Mann mit einem Gewicht von 70 kg etwa 100 Gramm Glykogen in seiner Leber.4

Wenn Sie mehrere Stunden lang keine Kohlenhydrate essen, wird das Glykogen in der Leber in Glukose umgewandelt und in den Blutkreislauf abgegeben, um zu verhindern, dass der Blutzuckerspiegel zu stark absinkt. Obwohl in den Muskeln viel mehr Glykogen gespeichert ist als in der Leber, verbleibt es in den Muskeln, um deren Energiebedarf zu decken, und kann nicht in den Blutkreislauf abgegeben werden, um den Blutzucker zu erhöhen.5

Nach 24 bis 48 Stunden ohne Kohlenhydrate sind die Glykogenspeicher erschöpft und der Insulinspiegel sinkt (bei intensiver körperlicher Betätigung geschieht dies noch schneller).

Zu diesem Zeitpunkt steigert die Leber die Produktion von wasserlöslichen Verbindungen, die als Ketone bezeichnet werden und durch den Abbau von Fettsäuren entstehen.6 Ketone können entweder aus dem Fett, das Sie essen, oder aus den Fettspeichern Ihres Körpers hergestellt werden. Die entstehenden Ketone können die Blut-Hirn-Schranke überwinden und das Gehirn mit einer zusätzlichen Energiequelle versorgen.7

Das bedeutet, dass eine weitere Brennstoffquelle für das Gehirn zur Verfügung steht, wenn die gespeicherten Kohlenhydrate im Körper zur Neige gehen.

Kann sich das Gehirn allein auf Ketone verlassen?

Das Gehirn benötigt immer etwas Glukose. Forscher haben jedoch gezeigt, dass bei einigen Personen, die eine strenge ketogene Diät einhalten, bis zu 70 % des Energiebedarfs des Gehirns durch Ketone gedeckt werden können.8

Für den Rest des Energiebedarfs des Gehirns kann die Leber die gesamte benötigte Glukose durch einen Prozess herstellen, der als Glukoneogenese (wörtlich „Herstellung neuer Glukose“) bekannt ist.9

Zu den Verbindungen, die die Leber zur Synthese von Glukose verwendet, gehören:

• Aminosäuren aus dem Verzehr von Eiweiß (oder, bei unzureichender Eiweißzufuhr oder in Hungerperioden, aus dem Muskelabbau.)
• Glycerin (Teil eines Triglyceridmoleküls) aus dem Abbau von Körperfett oder Nahrungsfett.
• Pyruvat und Laktat, das sind Moleküle, die entstehen, wenn der Körper Glukose verstoffwechselt. Diese Moleküle können wieder zusammengefügt werden, um erneut Glukose zu bilden.

Das Gehirn kann also seinen gesamten Energiebedarf von der Leber decken lassen, und zwar aus gespeicherter Glukose, Glukoneogenese oder Ketonproduktion – unabhängig davon, ob man überhaupt Kohlenhydrate isst oder nicht.

Im Lehrbuch „Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids“ des US Food and Nutrition Board aus dem Jahr 2005 heißt es:

„Die untere Grenze der Kohlenhydrataufnahme, die mit dem Leben vereinbar ist, liegt offenbar bei Null, vorausgesetzt, es werden ausreichende Mengen an Protein und Fett verzehrt.“

Videointerviews

Die Antwort kennen Sie vielleicht schon, aber in diesem Video beantworten mehrere Ärzte die Frage, ob das Gehirn Kohlenhydrate braucht:

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Glukose allein vs. Glukose und Ketone als Gehirntreibstoff

Wenn Sie sich mäßig bis stark kohlenhydrathaltig ernähren, ist Ihr Gehirn nicht an die Verwendung von Ketonen angepasst. Daher ist Glukose die Hauptbrennstoffquelle für das Gehirn.

Wenn sich der Körper an eine sehr kohlenhydratarme oder kohlenhydratfreie Ernährung gewöhnt hat, verwendet das Gehirn Ketone, um einen Großteil seines Energiebedarfs zu decken, und die Leber stellt so viel Glukose her, wie zur Deckung des restlichen Bedarfs erforderlich ist.10 Folglich bleibt der Blutzuckerspiegel stabil, und das Gehirn erhält den gesamten Brennstoff, den es braucht, obwohl keine Kohlenhydrate verzehrt werden.

Dies macht aus evolutionärer Sicht sehr viel Sinn. Es ist bekannt, dass Jäger und Sammler auf der Suche nach Nahrung oft mehrere Stunden oder sogar Tage lang nichts gegessen haben. Die Fähigkeit, eine Kombination aus Ketonen und Glukose zu nutzen, um ihr Gehirn mit Energie zu versorgen, war wahrscheinlich der Schlüssel zu ihrem Überleben.

Sind Ketone gut für die Gesundheit und Funktion des Gehirns?

Einige Experten glauben, dass eine Kombination aus Ketonen und Glukose für das Gehirn besonders vorteilhaft sein kann, vor allem bei Menschen mit neurologischen und psychischen Störungen.11 Die Forschung legt nahe, dass diese Kombination in bestimmten Situationen sehr vorteilhaft sein könnte.

Werfen wir einen Blick auf einige dieser Umstände:

• Epilepsie: Obwohl die klassische ketogene Diät und die modifizierte Atkins-Diät in der Regel nicht ganz ohne Kohlenhydrate auskommen, beschränken sie diese auf weniger als 20 Gramm pro Tag. Gut konzipierte Studien haben gezeigt, dass dieses Maß an Kohlenhydratbeschränkung sehr wirksam zur Verringerung – und in einigen Fällen zur Beseitigung – von Anfällen bei Kindern und Erwachsenen sein kann.12
• Psychische Erkrankungen: Auch wenn die Forschung noch nicht abgeschlossen ist, deuten anekdotische Hinweise, grundlegende neurochemische Studien und einige vielversprechende klinische Studien darauf hin, dass eine ketogene Diät die Kontrolle über die Symptome einiger psychischer Erkrankungen verbessern kann.
  Zum Beispiel kann sich eine bipolare Störung – die bekanntermaßen einige Merkmale mit Epilepsie teilt – unter einer ketogenen Diät verbessern, ebenso wie Schizophrenie.13 Lesen Sie mehr in unserem Leitfaden über kohlenhydratarme Ernährung und psychische Gesundheit.
• Traumatische Hirnverletzungen (TBI): Ein Trauma des Gehirns kann seine Fähigkeit, Glukose effizient zu nutzen, beeinträchtigen und zu einem erhöhten Blutzuckerspiegel führen.
  Einigen Studien zufolge kann eine kohlenhydratfreie oder ketogene Ernährung dem Gehirn bei der Heilung einen alternativen Brennstoff liefern und somit Menschen mit einer traumatischen Hirnverletzung Vorteile bieten. Die vielversprechendsten Ergebnisse wurden jedoch bisher in der Tierforschung erzielt.14
• Alzheimer: Bei der Alzheimer-Krankheit besteht nachweislich eine Insulinresistenz im Gehirn, die die Aufnahme von Glukose als Brennstoff behindert, und zwar so sehr, dass einige Forscher Alzheimer als „Typ-3-Diabetes“ bezeichnet haben.15 Seit den frühen 1980er Jahren ist durch den Einsatz von PET-Scans bekannt, dass der Glukosestoffwechsel des Gehirns bei Alzheimer-Patienten um bis zu 40 % beeinträchtigt ist, und das Problem zeigt sich in bildgebenden Untersuchungen des Gehirns viele Jahre bevor kognitive Probleme auftreten.16Studien haben jedoch ergeben, dass zwar die Glukoseaufnahme im Frühstadium der Alzheimer-Krankheit beeinträchtigt ist, nicht aber die Verwendung von Ketonen zur Energiegewinnung durch das Gehirn.17 Klinische Studien, einschließlich einer Metaanalyse von Interventionsstudien, zeigten vorläufige, aber vielversprechende Ergebnisse bei der Anwendung einer ketogenen Diät bei Menschen mit Alzheimer.18
• Hungerkontrolle: Eine kohlenhydratfreie Ernährung unterdrückt das „Hungerhormon“ Ghrelin, das hauptsächlich vom Magen ausgeschüttet wird. Ghrelin hat mehrere Auswirkungen im Körper, aber eine Auswirkung ist auf den Hypothalamus des Gehirns, um die Appetitkontrolle zu regulieren.19 Es wandert auch zur Amygdala, dem Belohnungszentrum des Gehirns.
  Das bedeutet, dass in einem Körper, der Ketone verbrennt, das Gehirn weniger Hungersignale empfängt, was die Gewichtsabnahme und die Diabeteskontrolle verbessern kann.20Wichtig ist, dass diese Studien, obwohl sie als hochwertige Forschung gelten, sehr klein sind. Dennoch liefern sie klinische Beweise, die bestätigen, was viele Menschen nach einer kohlenhydratfreien Diät berichten – sie fühlen sich viel weniger hungrig.

Unterm Strich

Kurz gesagt: Kohlenhydrate zu essen, um das Gehirn mit Energie zu versorgen, ist eine Option, keine Voraussetzung.

Es stimmt, dass das Gehirn nicht ausschließlich mit Ketonen arbeiten kann; es braucht auch etwas Glukose. Bei einer sehr kohlenhydratarmen oder gar kohlenhydratfreien Diät ist das Gehirn jedoch nicht in Gefahr. Dank der Gluconeogenese produziert Ihr Körper zuverlässig die gesamte Glucose, die Ihr Gehirn benötigt, und versorgt es damit.

/ Franziska Spritzler, RD