Chronobiologie als Ansatz zur Gewichtsreduktion. Essen im Takt der "inneren Uhr"

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG

2 ZIELSETZUNG

3 GEGENWÄRTIGER KENNTNISSTAND
3.1 Grundbegriffe der Chronobiologie
3.1.1 Chronobiologie
3.1.2 Zirkadianer Rhythmus
3.1.3 Haupttaktgeber Nuprachiasmatischer Nucleus
3.1.4 Exogene Faktoren
3.1.4.1 Exogener Faktor Licht
3.1.4.2 Exogener Faktor Nahrung
3.1.5 Hormone
3.1.5.1 Melatonin und Köpertemperatur
3.1.5.2 Insulin und Glukagon
3.1.5.3 Ghrelin und Leptin
3.1.6 Chronotypen
3.2 Einfluss des modernen Lebensstils auf den zircadianen Rhythmus
3.3 Übergewicht und Adipositas
3.3.1 Ursachen und Folgen
3.4 Gewichtsreduktion
3.4.1 Herkömmliche Therapieansätze
3.4.2 Intermittierendes Fasten

4 METHODIK
4.1 Allgemeine Literaturrechereche
4.2 Spezielle Literaturrecherche

5 ERGEBNISSE

6 DISKUSSION
6.1 Kritische Betrachtung und Vergleich
6.1.1 Kritische Reflektion des eigenen Vorgehens
6.1.2 Analyse der Methodik
6.1.2.1 Studiendesign
6.1.2.2 Datenerhebung
6.2 Interpretation
6.3 Ergebnis und Ausblick

7 ZUSAMMENFASSUNG

8 LITERATURVERZEICHNIS

9 TABELLEN- UND ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
9.1 Tabellenverzeichnis
9.2 Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung und Problemstellung

„Zwei Drittel der Männer (67 %) und die Hälfte der Frauen (53 %) in Deutschland sind übergewichtig. Ein Viertel der Erwachsenen (23 % der Männer und 24 % der Frauen) ist stark übergewichtig (adipös)“ (RKI, 2020).

Adipositas hat sich längst als Zivilisationskrankheit in die moderne Gesellschaft eingeschlichen. Mahlzeiten werden meist zweckgebunden eingenommen und dem stressigen Arbeitsalltag angepasst. Oftmals reicht tagsüber die Zeit nicht zum Essen, weshalb abends vor dem Fernseher eine üppige Mahlzeit konsumiert wird (GfK, 2015). Folgt man den Lehrmeinungen führender Gesellschaften für Ernährung, so ist außschließlich die Kalorienbilanz entscheidend dafür, ob ab- oder zugenommen wird. Die zeitliche Koordination der Nahrungsaufnahme spiel danach keine Rolle bei der Behandlung von Übergewicht (Deutsche Gesellschaft für Ernährung, 2020). Forschungen aus der Chronobiologie, einem noch jungen Forschungsfeld, befassen sich genau mit diesem Aspekt, der zeitlichen Organisation von Organismen.

Biologische Rhythmen sind vielzählig in der Funktionsweise des menschlichen Körpers zu finden. Schlaf, Herzschlag und die Atmung beispielsweise sind durch biologische Rhythmen gesteuert (Semmler, 2010).

Schlafforscher Professor Dr. Till Roenneberg belegte 2017 auf dem Welt-Schlaf-Kon- gress, dass ca. 87% der Menschen unter einem „sozialen Jetlag“ leiden. Betroffene gehen unter der Woche zu anderen Zeiten schlafen als am Wochenende. Der moderne Lebensstil, dem sich die chronobiologischen Prozesse anpassen müssen, wirkt sich also unmittelbar auf die innere Uhr aus.

Wie sich die biologischen Rhythmen dem Tag-Nacht-Rhythmus der Erde anpassen, wurde erstmals von Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash und Michael W. Young in den 1980er Jahren erforscht. 2017 erhielten sie den Nobelpreis für ihre Arbeit.

„Morgens essen wie ein Kaiser, mittags wie ein König, abends wie ein Bettelmann“ lautet ein altes, bekanntes Sprichwort. War man damals heutigen Fachgesellschaften für Ernährung voraus? Mit dem steigenden Gesundheitsbewusstsein der Menschen, schlanken Schönheitsidealen und dem daraus resultierenden Interesse an einer effektiven Diät, hat die Beantwortung dieser Frage eine enorme Relevanz gewonnen.

Es ergibt sich daraus folgende Forschungsfrage: Stellt das Essen im Takt der inneren Uhr einen sinnvollen Ansatz zur Gewichtsreduktion dar? Anhand einer Literaturrecherche soll erörtert werden, ob die zeitliche Koordination der Nahrungsmitteleinnahme einen positiven Effekt auf die Körperzusammensetzung hat, um diese neuen Erkenntnisse bei zukünftigen Ernährungsinterventionen miteinzubeziehen.

2 Zielsetzung

Ziel dieser Arbeit ist es aufzuzeigen, inwiefern die Chronobiologie einen sinnvollen Ansatz zur Gewichtsreduktion schaffen kann. Die Rolle des Zeitpunktes und des Zeitraums der Nahrungsmittelaufnahme wird in Hinblick auf die Körperzusammensetzung untersucht. Zunächst wird auf die Grundlagen der Chronobiologie sowie Übergewicht und Adipositas eingegangen. Anhand von einem narrativen Review von aktuellen Studien soll die Relevanz des Essensrhythmus aufgezeigt werden und festgestellt werden, ob dieser bei Gewichtsinterventionen und Therapien berücksichtigt werden sollte. Es werden außerdem Erläuterungen zu die Resultaten der Literaturrecherche geliefert und ein Ausblick darauf gegeben, wo sich bei der derzeitigen Studienlage Grenzen auftun und wie zukünftige Studien gestaltet sein sollten, um einen Fortschritt zu erreichen.

3 Gegenwärtiger Kenntnisstand

Im folgenden Kapitel werden zentrale Inhalte und Begriffe, auf denen diese Arbeit aufbaut, erläutert und voneinander abgegrenzt. Hierfür werden nicht nur zentrale Begriffe der Chronobiologie genauer erläutert, sondern auch die damit einhergehenden Themenfelder, welche zum Verständnis der Ergebnispräsentation nötig erscheinen.

3.1 Grundbegriffe der Chronobiologie

Im folgenden Kapitel werden Grundbegriffe der Chronobiologie erklärt, welche essentiell für das Verständnis des Reviews sind.

3.1.1 Chronobiologie

Der Begriff Chronobiologie beschreibt die zeitliche Anordnung biologischer Prozesse und kommt aus dem Griechischen (griech. chronos = die Zeit). Kern der Chrononobiolo- gie ist es, sowohl die zeitliche Organisation im Verhalten als auch die physiologischen Abläufe von Lebewesen zu beschreiben (Siems, Bremer & Przyklenk, 2009). Diese biologischen Rhythmen treten in verschiedenen Periodenlängen auf. Die Chronobiologie beschreibt die Fähigkeit, den Organismus mit der Umwelt abzustimmen. Der zirkadiane Rhythmus misst und verarbeitet den 24-h-Tag und synchronisiert den gesamten Organismus mittels exogener Faktoren mit dem äußeren Tag (Rémi, 2019, S. 299-312).

Ein biologischer Rhythmus geht von einem endogenen System aus, der „inneren Uhr“. Gesteuert wird dieses System von endogenen Substanzen wie zum Beispiel Melantonin und Glukokortioide (Siems et al., 2009). Die von diesem System erzeugten Impulse erscheinen periodisch. Die Dauer dieser Perioden ist abhängig von externen Faktoren. Die wichtigsten exogenen Faktoren sind Licht und Temperatur.

3.1.2 Zirkadianer Rhythmus

Der zirkadiane Rhythmus kommt aus dem Lateinischen (lat. circa = ungefähr; dies = der Tag). Darunter fallen alle Rhythmen, die eine ungefähre Zeitspanne von 24 Stunden haben. Beispielhaft wäre hier der Schlaf-/ Wachzyklus zu nennen, mitsamt aller metabolischen, hormonellen und immunologischen Konsequenzen. (Siems et al., 2009, S. 282). Ist die Periode des biologischen Prozesses kürzer als 24 Stunden, so wird dieser Ultradi- aner Rhythmus genannt (z.B. der Herzschlag). Biologische Rhythmen wie der Menstruationszyklus der Frau, die eine Dauer von über 24 Stunden haben, werden infradiane Rhythmen genannt. Lange galt es als wissenschaftlicher Konsens, dass die biologischen Prozesse ausschließlich von den vorliegenden Umweltbedingungen abhängig sind (Rutovskaya, Kosyreva & Diatroptov, 2020). Im Jahre 1962 widerlegten die beiden Verhaltensphysiologen und Biologen Jürgen Aschoff und Rütger Wever diese vorherrschende Meinung anhand einer über 37 jährigen Versuchsreihe. Ab 1964 erfolgte diese Versuchsreihe im Andechser Bunker, in dem 400 Probanden ohne jegliche Zeitgeber und abgeschnitten von der Außenwelt mindestens vier Wochen verbrachten. Über Bodenplatten und andere Sensoren wurden Aktivitätsprotokolle aufgezeichnet. Ergebnis dieser Versuche war , dass die Probanden trotz Ausschluss aller Zeitgeber eine Schlaf- Wach Periode von 24 bis 26 Stunden entwickelten. Schlussfolgern ließ sich daraus, dass die unterschiedliche Länge dieser Perioden genetisch erklärbar ist, durch sogenannte „Chronoty- pen“. Desweiteren liegt auch der Tagesperiodik des Menschen eine selbsterregte Schwingung zugrunde (Aschoff & Wever, 1962, S. 341). Aschoff und Wever gelten somit als Pioniere der Chronobiologie und Entdecker der „inneren Uhr“.

3.1.3 Haupttaktgeber suprachiasmatischer Kern

Die innere Uhr unterliegt einer hirarchischen Anordnung. Die oberste Instanz der inneren Uhr wird im vorderen Hypothalamus, dem „suprachiasmatischen Kern“ (SCN), lokalisiert. In diesem Hirnareal befinden sich etwa 50.000 Zellen und es gilt als Haupttaktgeber des zirkadianen Rhythmus. Zwar sind auch in sämtlichen Organen und Zellen des Körpers innere Uhren enthalten, welche mittels sogenannter „Uhrengene“ Informationen in Abhängigkeit von exogenen Faktoren senden, jedoch laufen diese unabhängig voneinander ab. Diese Informationen werden vom SCN verarbeitet, der die Oszillatoren synchronisiert, wodurch diese zeitlich aufeinander abgestimmt werden (Held, Hölker & Jessel, 2013). Die Neuronen des SCN erzeugen rhythmische elektronische Aktivität und Synchronisationssignale, welche die Uhrengene in Geweben von Leber, Herz und Muskeln aufeinander abstimmen. Die Aktivität des SCN wird mittels externer Lichtreize auf die Netzhaut mit der Außenwelt synchronisiert.

Durch die Koordination des SCN der verschiedenen peripheren Gewebe wird der Organismus mit der Umwelt synchronisiert, wodurch eine optimale, tageszeitabhängige Reaktion auf Bedürfnisse möglich ist (Kondratova & Kondratov, 2012).

Jede Zelle verfügt über „Clock-Gene“, welche für die zeitliche Organisation und Aktivierung anderer Gene zuständig ist. Diese Clock-Gene oder auch Oszillatoren funktionieren auf molekularer Ebene durch transkriptionell-translational erhaltenden Rückkopplungsschleifen (Robinson & Reddy, 2014).

Das Clock-Gen beeinflusst maßgeblich andere Gene wie das Brain and muscle Arnt-like Protein-1 (BMAL1), den Perioden-Gene (PER 1-3) und den Crytochrome-Gene (CRY 12) und beeinflusst somit unter anderem die Körpertemperatur, die Sekretion der Hormone, den Blutdruck und die kognitive Leistung (Hida et al., 2014). Die Gene CLOCK, BMAL1, PER 1-3 und CRY 1-2 stehen in einer Wechselbeziehung zueinander. Morgens wirken CLOCK und BMAL1 aktivierend als Trankriptionsfaktoren auf PER 1-3 und CRY1-2. Abends fällt die Menge an PER 1-3 und CRY1-2 ab, indem sie hemmend auf CLOCK und BMAL1 wirken. (Robinson & Reddy, 2014).

3.1.4 Exogene Faktoren

3.1.4.1 Exogener Faktor Licht

Als wichtigster exogene Faktor für die innere Uhr gilt das Licht. Das Licht ist für die Verschiebung des Timings des zirkadianen Rhythmus verantwortlich (Gooley et al., 2010), es modulliert aber auch Wachsamkeit, Körpertemperatur und Herzfrequenz (Prayag, Jost, Avouac, Dumortier & Gronfier, 2019). Zur Beschreibung der Auswirkungen von Licht auf physiologische und psychologische Verhaltensreaktionen des Menschen werden die Maßeinheiten Lux sowie Lichtdichte in cd / m 2 verwendet. Auf der Netzhaut wirken drei verschiedene Photorezeptoren: Stäbchen, die für die Wahrnehmung von Helligkeit zuständig sind, Zäpchen, die die Wahrnehmung von Farben ermöglichen und das Melanopsin.(Lucas et al., 2014). Melanopsin ist ein Protein, das sich in den Ganglienzellen befindet und bis ins Jahr 2000 noch unbekannt war. Zwischen den Melantonin- rezeptoren und dem Sehzentrum besteht kaum neuronale Verbindung, weshalb man davon ausgeht, dass es nicht maßgeblich zum Sehen beiträgt. Es leitet jedoch direkte Signale an den Master der inneren Uhr, dem SCN (Matynia, 2013). Somit trägt es stark zur Koordination des zirkadianen Rhythmus bei. Im menschliche Augen gibt es Stäbchen verschiedener Länge, da die genannten Maßeinheiten nur die Summe der gereizten Stäbchen gewichtet und zwischen ihnen nicht differenzieren, kann oftmals nicht genau bemessen werden , inwiefern Photorezeptoren des menschlichen Auges beeinflusst werden. (Spitschan et al., 2019).

Das Licht hat nicht nur biologische Einflüsse auf den Körper. Nachgewiesen ist die Effektivität von Lichttherapien bei der Behandlung von Depressionen, bei einer Einstrahlung von 1700 bis 10.000 Lux (Chang, Liu, Chen & Tsai, 2018).

3.1.4.2 Exogener Faktor Nahrung

Ein weiterer exogener Faktor, der maßgeblich den zirkadianen Rhythmus beeinflusst, ist die Nahrungsaufnahme. Der Zeitpunkt des Nahrungsmittelkonsums gilt als wichtigster Zeitgeber für die peripheren Organe (Damiola et al., 2000). Studien mit Mäusen haben gezeigt, dass verschobene Fütterungszeiten von der Nacht auf den Tag einen großen Einfluss auf die Leber hatte, beinahe jedes Leber-Gen wird durch die Nahrungsmittelaufnahme gesteuert (Vollmers et al., 2009). Der zirkadiane Rhythmus der Leber ist an der Umsetzung genetischer Informationen der Gene des Glukosestoffwechsels beteiligt und beeinflusst somit den Stoffwechsel der Leber maßgeblich (Lamia, Storch & Weitz, 2008). Ist die Fütterung von nachtaktiven Mäusen vermehrt am Tag erfolgt, so haben die Mäuse trotz gleicher Energiebilanz an Gewicht zugelegt (Arble, Bass, Laposky, Vitaterna & Turek, 2009).

Desweiteren fungieren Temperatur (Rensing & Ruoff, 2002) und soziale Reize (z.B. Weckerklingeln) als Zeitgeber, auf die jedoch in ihrer Funktion als externer Faktor auf die innere Uhr in dieser Arbeit nicht weiter eingegangen wird.

3.1.5 Hormone

Hormone sind aktive Verbindungen, die als Botenstoffe von Zellen hormonaktiver Organe sythetisiert werden. Die Hormonwirkung erfolgt endokrin, was bedeutet, dass sie in einem Organ gebildet werden und mit dem Blut an einen anderen Wirkungsort, ein anderes Organ, transportiert werden. Die hormonelle Homöostase erfolgt, genau wie der zirkadiane Rhythmus, periodisch (Kleine & Rossmanith, 2014). Im folgenden Kapitel wird auf die Wirkungsweisen, insbesondere auf die Regulation der Biorhythmen genauer eingegangen, die für das Verständnis dieser Arbeit wichtig erscheinen.

3.1.5.1 Melatonin und Köpertemperatur

Der suprachiasmatische Kern ist die oberste Instanz im zirkadianen System und von hier gehen die meisten physiologischen Rhythmen aus, auch die Körpertemperatur und die Melatoninsekretion (Moore, 1983). Synthetisiert wird das Schlafharmon Melatonin in der Zirbeldrüse, einem Teil des Zwischenhirns. Die Regulation erfolgt durch den externen Faktor Licht (Lewy, Wehr, Goodwin, Newsome & Markey, 1980). Die Melatonin-Kon- zentration im Blut steigt abends an und erreicht nachts die Höchstwerte. Tagsüber gehen die Melatonin-Werte gegen Null (Wurtman, Axelrod & Phillips, 1963). Die Induktion von Licht führt zu einer Unterdrückung von Melatonin, was in einer verminderten Schläfrigkeit resultiert (Cajochen, 2007), jedoch zeigen nur Werte von 200-2000 Lux einen Effekt auf die Sekretion (Trinder, Armstrong, O'Brien, Luke & Martin, 1996). Die Sekretion von Melatonin ist auch unter lichtarmen Bedingungen kostant und verläuft zirkadian (Middleton, Arendt & Stone, 1996). Das Protein Melanopsin sorgt nach dem Austehen dafür, dass kein Melatonin mehr produziert wird und das Stressharmon Cortisol ausgeschüttet wird (Provencio, Jiang, Grip, Hayes & Rollag, 1998).

3.1.5.2 Insulin und Glukagon

Insulin und Glukagon sind Peptidhormone und werden in Gewebeinseln in der Bauchspeicheldrüse augeschüttet und ermöglichen im Zusammenspiel einen normalen Blutzuckerspiegel. Insulin fördert die zelluläre Glukoseaufnahme, reguliert den Kohlenhydrat-, Lipid- und Proteinstoffwechsel und fördert die Zellteilung und das Wachstum durch seine mitogene Wirkung (Wilcox, 2005).

Wird Nahrung aufgenommen, so steigt der Blutzuckerspiegel und Insulin wird ausgeschüttet, um die Glukose in die Zellen mit Insulinrezeptoren zu transportieren. In den Zellen wird die Glukose verstoffwechselt oder sie wird in Form von Glykogen in den Muskeln oder in der Leber abgespeichert (Edgerton et al., 2017). Sobald die Speicher gefüllt sind, nehmen die Insulinrezeptoren ab, somit gelangt die Glukose nicht mehr in die Zelle. Bleibt die Glukose im Blut, wird ein schädlicher Prozess, die Glyaktion, gestartet. Um dies zu verhindern, wird die Glukose in Tryglizeride ver stoffwechselt und im Körperfett eingespeichert. Der Abbau von Körperfett (Lipolyse) wird dabei eingeschränkt (Lewis, Vranic, Harley & Giacca, 1997).

Vier bis sechs Stunden nachdem Nahrung eingenommen wurde, sinkt Insulinlevel und Glukosekonzentration im Blut. Anschließend sorgt das Hormon Glukagon dafür, dass die Energie in den Glykogen und Fettspechern verwertet wird. Wird nun regelmäßig Nahrung eingenommen und das Insulinlevel bleibt konstant hoch, so kann das Glukagon seine Wirkungsweise nicht erfüllen (Geary, 1999).

3.1.5.3 Ghrelin und Leptin

Ghrelin und Leptin sind zwei afferente Hormone mit entgegengesetzten Auswirkungen auf die Energiehomöostase. Leptin wird im Fettgewebe hergestellt, wobei die Menge des ausgestoßenen Leptin von der Körpermasse abhängt. Ghrelin wird sowohl im Magen als auch in der Hypophyse produziert. Die Konzentration von Ghrelin ist abhängig von der Menge und der Zusammensetzung der aufgenommenen Nahrung (Davis, Choi & Benoit, 2010). Im Zusammenspiel regeln beide Hormone den Appetit und somit die Nahrungsaufnahme. Ghrelin hat eine appetitanregende Wirkung, die Konzentration steigt vor einer Mahlzeit an und sinkt nach der Mahlzeit ab. Zum anderen setzt es Wachstumshormone an der Hypophyse frei. Als Gegenstück dazu hat Leptin eine appetithemmende und kata- bole Wirkung (Toshinai et al., 2001). Übergewichtige Menschen weisen im Gegensatz zu Normal,- oder Untergewichtigen ein erhöhtes Leptinlevel auf. Trotz einer hohen Leptin- konzentration im Blut tritt kein Sättigungsgefühl ein, es wird vermutet, dass dies aufgrund einer Leptinrestistenz eintritt (Wauters, Considine & van Gaal, 2000).

3.1.6 Chronotypen

Aus dem Andechser „Bunker-Experiment“ von Jürgen Aschoff und Rütger Wever 1962 haben sich bei den Probanden Unterschiede in der Dauer des Schlaf-Wach-Rhythmus sowie verschiedene Aktivitätshochs zu bestimmten Tageszeiten herauskristallisiert. Da diese Unterschiede nicht abhängig von externen Faktoren waren, werden sie auf genetische Veranlagungen zurückgeführt. Diese genetische Veranlagungen werden heute in die verschiedenen Chronotypen „Eulen“ und „Lerchen“ kategorisiert. „Lerchen“ (ungefähr 15% der Bevölkerung) sind tendenziell aktiver und leistungsbereiter am Morgen, wohingegen „Eulen“ ( ungefähr 15 % der Bevölkerung) erst gegen Abend ihr Leistungshoch erreichen. Der größte Teil der Bevölkerung (ungefähr 70%) lässt sich keiner Kategorie eindeutig zuordnen und wird somit als Mischform verbucht (Fauteck, 2018). Diese Unterschiede sind auf die Differenzen der zirkadianen Uhr zurückzuführen und wurden auch im Tierreich nachgewiesen. (Roenneberg, Wirz-Justice & Merrow, 2003)

„Eulen“ haben ein erhöhtes Risiko für kurze Schlafdauer an Arbeitstagen. Diese Defizite gleichen sie an arbeitsfreien Tagen wieder aus, wohingegen „Lerchen“ an arbeitsfreien Tagen einen signifikant kürzeren Schlaf haben. Somit sind „Eulen“ in der heutigen Arbeitswelt tendenziell im Nachteil, was durch eine Anpassung der Arbeitszeiten an den jeweiligen Chronotypen ausgeglichen werden kann. (Hirschwald, Nold, Bochmann, Heitmann & Sun, 2020)

Auch der jeweilige Lebensabschnitt hat maßgeblichen Einfluss auf die Zugehörigkeit zu einem bestimmten Chronotyp. Im Kindesalter sind wir zunächst überwiegend den „Lerchen“ zuzuordnen, in der Pubertät eher den „Eulen“ und im fortgeschrittenen Alter wieder den „Lerchen“ (Völker, 2014).

Zur Bestimmung des Chronotyps wird meistens der „morningness-eveningness-questio- naire“ herangezogen. Dieser Fragebogen beinhaltet 19 Fragen zu den Schlafgewohnheiten, Fragen zur maximalen kognitiven sowie physischen Leistungsfähigkeit und zur Wachsamkeitsspanne am Tag. Die Punktzahlen reichen von 16 bis 86. Ergebnisse von von 16-41 werden einem Abendtypen zugesprochen, bei 42-58 einem Zwischentypen und bei 59-86 Punkten einem Morgentypen (Horne & Ostberg, 1976, S. 97-110).

3.2 Einfluss des modernen Lebensstils auf den zirkadianen Rhythmus

Der heutige Lebensstil bringt einige soziale Faktoren mit sich, die einen enormen Einfluss auf den zirkadianen Rhythmus haben. Durch die Abweichung der eigenen inneren Uhr und der sozialen Uhr (>1 Stunde) erleben 70 % der Bevölkerung einen „sozialen Jetlag“. Flexible Arbeitszeiten, Schichtarbeiten und Nachtschichten führen dazu, dass der eigene Chronotyp vernachlässigt wird, was in einem Schlafdefizit an Arbeitstagen resultiert. Zu den Folgen des „sozialem Jetlags“ gehören Leistungs- und Verdauungsprobleme (Roenneberg, Allebrandt, Merrow & Vetter, 2012), ebenso wie der erhöhte Konsum von Alkohol und Zigaretten (Wittmann, Dinich, Merrow & Roenneberg, 2006).

Die Verschiebung der Arbeitszeiten bei Offshore-Arbeitern von nur 1 Stunde hat gezeigt, dass es zu deutlichen Störungen im zirkadianen System (Verschiebung um 3 Stunden) und im Schlaf (Defizit von 1 Stunde) kommen kann (Thorne, Hampton, Morgan, Skene & Arendt, 2008).

Ca. 17,2% der erwerbstätigen Männer gingen 2019 der Schichtarbeit nach (Eurostat, 2020) Nachtschichtarbeiter weisen eine deutlich schlechtere Stoffwechselgesundheit auf als Tagarbeiter, sie haben beispielsweise eine deutlich höhere Konzentration an Plasma- Trigyceride (Romon et al., 1992). Unter anderem wird die Glukosetoleranz beeinträchtigt, was durch die Störung im zirkadianen System zu erklären ist (Lund, Arendt, Hampton, English & Morgan, 2001). Desweiteren ist die Insulinsensitivität durch das Schlafdefizit negativ beeinflusst, dieser Effekt verdoppelt sich durch die Verschiebung im zirkadianen System, und auch die Entzündungswerte werden erhöht (Leproult, Holmbäck & van Cauter, 2014). Nicht nur die metabolische Gesundheit wird durch die Schichtarbeit beeinträchtigt. Der Übergang von Tag- zu Nachtschichten geht mit Schlafentzug und Leistungseinbrüchen einher, welche mit einer Alkoholkonzetration im Blut zu vergleichen ist, die die gesetzliche Höchstkonzentration zum Autofahren überschreitet (Dawson & Reid, 1997). Eine Anpassung, beziehungsweise eine Synchronisation des zirkadianen Systems an die Nachtschicht, ist nach einer Woche möglich (Barnes, Deacon, Forbes & Arendt, 1998), jedoch kann der darauf folgende Wechsel an eine Tagschicht mehrere Wochen beanspruchen (Gibbs, Hampton, Morgan & Arendt, 2007). Die individuelle Toleranz von Schichtarbeit kann sich allerding von Person zu Person unterscheiden (Saksvik, Bjorvatn, Hetland, Sandal & Pallesen, 2011).

Vor der Erfindung der Glühbirne und somit der künstlichen Lichtquelle war die Sonne der einzige entscheidende „Zeitgeber“ mit der sich die innere Uhr jeden Tag sychroni- sierte. Einhergehend mit der Urbanisierung verbringen die Menschen in Industriestaaten durchschnittlich 88% ihrer Zeit in geschlossenen Räumen mit künstlichen Lichtquellen (Klepeis et al., 2001). Tagsüber haben die Menschen in der heutigen Gesellschaft somit eine vierfach verringerte Lichteinstrahlung (Wright et al., 2013).

Daraus resultiert ein Vitamin-D Mangel. Dieses Vitamin wird als Antwort auf UV-Ein- strahlung vom Körper synthetisiert. Folgen dieses Mangels können Autoimmun- und Stoffwechselerkrankungen sein (Theodoratou, Tzoulaki, Zgaga & Ioannidis, 2014). Studien haben ergeben, dass Vitamin D auch einen Einfluss auf die Transkription von Clock- Genen und somit den zirkadianen Zyklus haben (Gutierrez-Monreal, Cuevas-Diaz Duran, Moreno-Cuevas & Scott, 2014).

Nachts sind 75% der Menschen heutzutage künstlichen Lichtquellen ausgesetzt (Cinzano, Falchi & Elvidge, 2001). Diese zusätzliche Lichtexposition hat einen verspäteten Schlafbeginn und eine verkürzte Schlafdauer zur Folge (La Iglesia et al., 2015).

Die Sonne als natürlicher Zeitgeber verliert somit an Bedeutung.

3.3 Übergewicht und Adipositas

Adipositas ist definiert als eine über das Normalmaß hinausgehende Vermehrung des Körperfetts. (Adipositas Gesellschaft, 2020). Die World Health Organisation (WHO) definiert Übergewicht, als ein über das Normalmaß hinausgehedes Verhältnis von Körpergewicht und Körpergröße. Starkes Übergewicht wird als Adipositas bezeichnet und wird von der WHO als eine eigene Krankheit eingestuft. (WHO, 2000)

Die WHO definiert Adipositas und Übergewicht mit dem Body-Mass-Index BMI. Die Berechnungsformel hierfür lautet Körpergewicht in kg/ (Körpergröße in m)A2.

Tabelle 1: Klassifikation Erwachsener mittels des BMI Quelle: Weltgesundheitsorganisation 2000

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Laut der WHO wird Übergewicht durch einen BMI-Wert von über 25 definiert. Adipositas beginnt mit einem BMI-Wert ab 30, wobei hier in drei Grade unterschieden wird. Grad 1 liegt bei einem Wert von 30.00-34.99, Grad 2 bei 35.00-39.99 und der 3. Grad wird bei einem Wert ab 40.00 erreicht. Der BMI gibt keine Auskunft über die Körperfettanteil eines Menschen, da hier nicht zwischen Körperfett und Muskelmasse differenziert wird. Studien haben gezeigt, dass der Wert gut mit der direkten Bemessung des Körperfetts korreliert. (RKI, 2017).

3.3.1 Ursachen und Folgen

Einst waren Fettreserven ein Überlebensvorteil, da sie den Menschen bei einer längeren Nahrungsmittelknappheit vor dem Hungertod bewahrt haben. Vor allem in Industriestaaten herrscht ein Nahrungsmittelüberschuss, weshalb die Fettreserven keinen evolutionären Vorteil mehr bieten (Zwaan & Müller, 2014). Eine Vielzahl an Faktoren haben einen Einfluss auf das Gewicht und können zu Übergewicht führen, was gesundheitliche Folgen mit sich ziehen kann, die in der folgenden Tabelle dargestellt werden.

Tabelle 2: Ursachen und Folgen von Übergewicht/Adipositas (Gellner & Domschke, 2008; Seidell & Halberstadt, 2015)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Ursachen für Adipositas und Übergewicht sind vielfältig. Zum einen ist Übergewicht und Adipositas Folge einer dauerhaften positiven Kalorienbilanz, bei der ein Mensch über einen längeren Zeitraum mehr Kalorien zu sich nimmt, als er verbrennt. Begünstigt wird diese positive Kalorienbilanz durch Nahrungsmittel mit einer hohen Kaloriendichte, da hier in sehr kurzer Zeit viele Kalorien zugeführt werden können, und ein Bewegungsmangel, der oftmals im modernen Lebensstil begründet liegt. Darüber hinaus können aber auch genetische Veranlagungen, endokrine Krankheiten oder externe Faktoren wie Medikamente Gründe für Übergewicht sein. Schwerwiegende Folgeerscheinungen sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Diese werden durch die von Adipositas ausgelösten Risikofaktoren begünstigt: Abdominaler Adipositas, Insulinrestistenz, gestörte Nüchternglukose, erhöhter Blutdruck und Hyperlipidämie. Die Gesamtheit dieser Risikofaktoren wird metabolisches Syndrom genannt. Die Wahrscheinlichkeit für eine koronaren Herzkrankheit, ist bei Adipositas Erkrankten um 45% gesteigert (Bogers et al., 2007). Außerdem können weitere Folgen der Adipositas sein: Typ-2-Diabetes mellitus, Schlafapnoe, Gel- lenwegserkrankungen, Malignome und das polyzystische Ovarien-Syndrom. Auswirkungen des hohen Gewichts auf den Bewegungsapparat können Gicht und degenerative Gelenkserkrankungen sein. Desweiteren kann Adipositas soziale Folgen wie Ausgrenzung und psychische Krankheiten wie Depressionen herbeiführen. Die genannten Faktoren haben eine Minderung der Lebensqualität und Lebernserwartung zur Folge.

3.4 Gewichtsreduktion

Die beiden Therapieansätze zur Heilung von Adipositas und dem Wiedererlangen eines Normalgewichts sind eine Gewichtsreduktionstherapie und eine Gewichtsstabilisierungstherapie. Um eine Gewichtsreduktion zu erreichen, muss eine negative Kalorienbilanz herbeigeführt werden. Als Interventionsmöglichkeiten bietet sich hierbei ein erhöhter Verbrauch oder eine verminderte Kalorienaufnahme an.

3.4.1 Herkömmliche Therapieansätze

Als Maßstab für den herkömmliche Therapieansatz von Übergewicht wurde die interdisziplinäre Leitlinie der Qualität S3 zur „Prävention und Therapie der Adipositas“ herangezogen. Diese evidenzbasierten Leitlinien wurden 2014 von der „Deutschen AdipositasGesellschaft“ (DAG) in Zusammenarbeit mit anderen Gesellschaften veröffentlicht.

Eine Gewichtstherapie erfolgt durch ein erfolgreiches Gewichtsmanagement. Der Lösungsansatz hierfür ist eine Kombination aus Ernährungs-, Bewegungs-, und Verhaltenstherapie. Der Begriff Gewichtsmanagement schließt sowohl die Phase der Gewichtsreduktion als auch die Phase der langfristigen Stabilisierung des Gewichts ein.

Die Ergebnisse einer Meta-Analyse zeigten, dass wenn bei alleiniger Ernährungsumstellung ein Gewicht von 1,8kg verloren wurde, bei der Kombination aus Ernährungstherapie plus körperlicher Aktivität (30-60min, drei bis 5 Mal die Woche) ein Gewicht von 3,6kg verloren wurde (Wu, Gao, Chen & van Dam, 2009). Somit erweist sich die Kombination der Therapieansätzen als am effektivsten. Die DAG empfiehlt auf der Basis empirischer Erfahrung, dass auf die Individualität des Betroffenen eingegangen werden muss, hierbei müssen die Lebensumstände und und die Ressourcen berücksichtigt werden. Nur durch die Akzeptanz einer Lebensstiländerung und der realen Möglichkeiten, kann die Therapie langfristigen Erfolg zeigen.

In der Umsetzung der Ernährungstherapie empfiehlt die DAG, dass ein tägliches Kaloriendefizit von 500-600kcal angestrebt wird, hiermit ist ein Gewichtsverlust von 0,5 kg pro Woche in einem Zeitraum von drei Monaten zu erwarten. Ein größeres Kaloriendefizit ist auch möglich, jedoch ist hierbei der Erfolg nicht von langer Dauer, da sich ein neues Energiegleichgewicht bildet. Auf die Makronährstoffe bezogen empfiehlt die DAG folgende Ernährungsstrategien: Reduktion des Fettverzehrs, Reduktion des Kohlenhydratverzehrs oder Reduktion des Fett- und Kohlenhydratverzehrs. Eine Fettreduktion auf ca. 60g wird empfohlen. Da unter den verschiedenen Ernährungsstrategien kein signifikanter Unterschied im Erfolg verzeichnet wird, kann der Betroffene nach persönlichen Vorlieben wählen. Desweiteren wird empfohlen, dass die Nahrung in Form von mediterraner Kost aufgenommen wird. Von einer einseitigen Ernährungsform wird aufgrund der medizinischen Risiken abgeraten (DAG, 2014, S. 42-48).

Für eine effektive Gewichtsabnahme empfiehlt die DAG mindestens 150 Min./Woche körperliche Aktivität mit einem Kalorienverbrauch von 1200 bis 1800 kcal/Woche. Gerade bei Betroffenen mit einem BMI von >35 muss auf Kontraindikatoren bei der Trainingsauswahl geachtet werden, da hier der Bewegungsapparat bereits beschädigt sein könnte. Um die tägliche Kalorienbilanz zu verbessern wird empfohlen, zusätzliche körperliche Aktivität in den Alltag zu integrieren (z.B. die Treppe zu nehmen, statt Fahrstuhl zu fahren) (DAG, 2014, S. 29-51).

Wichtige Bestandteile der Verhaltenstherapie sind folgende psychotherapeutische Elemente: Selbstbeobachtung von Verhalten und Fortschritt, Einübung eines flexiblen kontrollierten Ess- und Bewegungsverhaltens, Stimuluskontrolle, kognitive Umstrukturierung, Zielvereinbarung, Problemlösetraining/Konfliktlösetraining, soziales Kompetenz- training/Selbstbehauptungstraining, Verstärkerstrategien, Rückfallprävention, Strategien im Umgang mit wieder ansteigendem Gewicht, soziale Unterstützung. (DAG, 2014, S. 54).

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