Regulation der Nahrungszufuhr und der Effizienz der Nahrungsenergieverwertung
Regulation of food intake and efficiency of energy utilization

Luppa D

Institut für Sportmedizin der Universität Leipzig (Leiter: Prof. Dr. med. M. Busse)

Zusammenfassung

Luppa D. Regulation der Nahrungszufuhr und der Effizienz der Nahrungsenergieverwertung. Klinische Sport­medi­zin/Clinical Sports Medicine-Germany (KCS) 2001, 2(6): 114-123

Ziel der vorliegenden Übersicht ist die Einschätzung der Zuverlässigkeit und Variabilität der Regulation der Körpermasse durch die Steuerung der Nahrungsaufnahme und der fakultativen nahrungsinduzierten Thermogenese bei gesunden Er-wachsenen. Eine sehr kleine Differenz zwischen Energiezufuhr und –verbrauch infolge eingeschränkter Wirksamkeit der be-teiligten Regulationssysteme kann zu Übergewicht führen, wenn die Energiebilanz dauerhaft positiv ist. Der zentrale Kontroll-mechanismus der Nahrungsaufnahme befindet sich in zwei Regionen des Hypothalamus. In Abhängigkeit von deren Aktivie-rungszustand wird entweder Sättigung oder Hunger (Appetit) ausgelöst. Die Mechanismen der Aktivierung und Hemmung der antagonistisch funktionierenden Hypothalamusregionen sind komplex und unterliegen zahlreichen Einflüssen. Die Erban-lagen sowie nervale Impulse und hormonelle Faktoren, wie Catecholamine, Insulin, Glukokortikoide, Cholecystokinin und Leptin, modifizieren die Reaktionsweisen des Hypothalamus auf erhöhte oder verminderte Nahrungszufuhr. Demzufolge variieren die individuellen Reaktionen erheblich.
Neben seiner Rolle als Steuerzentrale der Nahrungsaufnahme ist der Hypothalamus der Auslöser für die Aktivierung des vegetativen Nervensystems. Appetitsgefühl führt zu Aktivierung des Parasympathikus und Stimulierung der Insulinsekretion. Sättigungsgefühl führt zur Aktivierung des Sympathikus und zu erhöhter Catecholaminausschüttung. Die Relation zwischen den Hormonen entscheidet über das Schicksal der aufgenommenen Nahrungsenergie. Catecholamine stimulieren die Wärmeproduktion im braunen Fettgewebe sowie „nutzlose“ Zyklen innerhalb von Stoffwechselwegen und Ionentransport-systemen im Muskel und anderen Geweben. Insulin hemmt die Mechanismen der Energieverschwendung und fördert die Speicherung der Nährstoffe. So können Gesunde trotz Überernährung langfristig ihre Körpermasse konstant halten.
Genetisch verursachte oder erworbene Störungen der hypothalamischen Reaktionen und erniedrigte Kapazität der Mecha-nismen der thermogenetischen Adaptation führen zu Übergewicht. Andererseits ist ein dauerhafter Erfolg in der Adipositas-behandlung nur über eine Umstellung in den individuellen nervalen und humoralen Regulationen zu erreichen, welche die Energieverwertung steuern. In vielen Fällen sind bewußte Veränderungen des Ernährungsregimes kombiniert mit regelmäßi-gen sportlichen Belastungen zu empfehlen. Die Wirkung körperlicher Aktivität beruht dabei nicht nur auf der erhöhten obligaten Thermogenese, sondern vorrangig auf dem fördernden Einfluß regelmäßigen Trainings auf die fakultative Thermo-genese.

Schlüsselwörter: Ernährung, Energiebilanz, Thermogenese, Adipositas

Summary

Luppa D. Regulation of food intake and efficiency of energy utilization. Klinische Sport­medi­zin/Clinical Sports Medicine-Germany (KCS) 2001, 2(6): 114-123

The objective of this review is to assess the reliability and variability of the regulation of body weight by means of control of food intake and facultative diet-induced thermogenesis in healthy adult subjects. A very small difference between energy intake and energy expenditure because of inefficiency of the involved regulation systems can develop obesity when the energy balance is chronically positiv. The central control mechanism of food intake is located in two areas of the hypothala-mus. In dependence on their activation state either satiety or hunger (appetite) will be induced. The mechanisms involved in the activation and inhibition of the antagonistically working hypothalamic regions are complex and are underlying numerous influences. The hereditary disposition, informations via nervous impulses and hormonal factors such as catecholamines, insulin, glucocorticoids, oestrogen, cholecystokinin and leptin modify the mode of hypothalamic reactions to increased or reduced food intake. Accordingly, the responses vary considerably between individuals.
In addition to its role as the center for the control of eating, the hypothalamus is also a primer activator of the autonomic nervous system. Feeling of appetite leads to activation of parasympathetic branch and stimulation of insuline secretion. Feeling of satiety leads to activation of sympathetic branch and increased catecholamine secretion. The relation between the hormones decides the fate of ingested food energy. Catecholamines stimulate the heat production in the brown adipose tissue as well as futile cycles within metabolic pathways and ion transport systems in muscle and other tissues. Insulin inhibits the mechanisms of energy dissipation and supports the storage of nutrients. Therefore, in the long-term healthy humans are capable of maintaining body weight despite overeating.
Genetically caused or acquired disturbances in the hypothalamic reactions and in the capacity of thermogenetic adaptation lead to overweight. On the other hand, a successfull treatment of adipositas will be achieved only by changes in the individual responses of nervous and humoral regulations involved in the control of energy utilization. In many cases, conscious alterations in the alimentary regime together with regular exercise performance are recommendable. The priority effect of increased physical activity is not to explain by increased obligatory thermogenesis, but by the favourable influence of regular training on the facultative thermogenesis.

Keywords: nutrition, energy balance, thermogenesis, obesity