Podcast: Die ketogene Diät schützt Mäuse vor der Influenza

Mit dem heutigen Beitrag lernen wir eine interessante wissenschaftliche Studie kennen, die uns vor Augen führt, wie groß der Einfluss unserer Ernährungsweise auf die Funktion unseres Immunsystems sein kann.

Die Weihnachtszeit ist nun vorbei. Und obwohl noch fast der gesamte Winter und die herrliche Frühlingszeit vor uns liegen, naht auch schon -auch wenn nur in Gedanken- der Sommer. Bereits jetzt müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die lästigen Weihnachtspfunde wieder loszuwerden. Hierfür gibt es verschiedene Diätkonzepte auf dem Markt. Eines dieser Diätkonzepte ist die ketogene Diät. Mit dem heutigen Beitrag lernen wir eine interessante wissenschaftliche Studie kennen, die uns vor Augen führt, wie groß der Einfluss unserer Ernährungsweise auf die Funktion unseres Immunsystems sein kann. Eine Forschungsgruppe aus den USA kam letztes Jahr auf die Idee im Mausmodell zu prüfen, ob eine ketogene Diät auch vor den Folgen einer Infektion mit dem Influenza-A-Virus schützen kann. Wieso die armen Mäuse auf Pasta und Co verzichten mussten und ob das Ganze auch funktioniert hat, erfahrt Ihr im heutigen Beitrag.

Das Influenza-A-Virus terrorisiert seit über 100 Jahren die Menschheit

Die unterschiedlichen Subtypen des Influenza-A-Virus haben im letzten Jahrhundert durch ihre verheerenden Auswirkungen auf die Menschheit Bekanntheit erlangt. Seit dem Jahr 1918 führte eine Variante von A/H1N1 zur Spanischen Grippe, der schlimmsten Influenza-Pandemie bis dato.  In dem Blog-Beitrag vom 12.02.2018 haben wir uns bereits intensiv mit der Influenza befasst. Im Jahr 2013 trat der Subtyp A/H7N9 des Influenza-A-Virus als Auslöser der "Vogelgrippe" (aviäre Influenza) ins Rampenlicht. Seitdem sind in China von den mehr als 1.500 erkrankten Patientinnen und Patienten rund 600 Menschen verstorben. "In Deutschland sind bislang keine Erkrankungen beim Menschen mit aviären Influenzaviren aufgetreten."1 Dem Bericht des Robert-Koch-Instituts zur Epidemiologie der Influenza der Saison 2018/2019 in Deutschland ist zu entnehmen, dass die Influenza-A-Viren den Großteil der Influenzaviren in den Patientenproben ausgemacht haben. "Insgesamt wurden 51 % Influenza A(H1N1) pdm09- und 49 % Influenza A(H3N2)-Viren nachgewiesen."2 Nach über 100 Jahren ist es an der Zeit, dass wir als Menschen alle Möglichkeiten ergreifen, um gesund zu bleiben. Die wichtigste präventive Maßnahme ist und bleibt die Grippeschutzimpfung. Möglicherweise erhalten wir bald eine neue Stellschraube, an der wir drehen können, um den Krankheitsverlauf einer Infektion mit dem Influenza-A-Virus positiv beeinflussen zu können. Unsere Ernährungsgewohnheiten könnten hierbei zukünftig eine große Rolle spielen.

Was zeichnet eigentlich eine ketogene Ernährungsweise aus?

Die ketogene Diät ist die Extremform der Low-Carb-Diät. Sie zeichnet sich durch eine kohlenhydratarme (5-10% der Makronährstoffe) und fettreiche (55-60% der Makronährstoffe) Ernährungsweise mit moderater Proteinzufuhr (30-35% der Makronährstoffe) aus. Bei einer Kalorienzufuhr von 2.000 kcal pro Tag liegt der Kohlenhydratanteil bei 20-50 g täglich. Das metabolische Ziel ist es die "Ketose" zu erreichen, um so an die körpereigenen Fettreserven heranzukommen.3 Bei einer täglichen Kohlenhydratzufuhr von ≤ 50g kommt es zu einer signifikanten Reduktion der Insulinsekretion. Der Körper befindet sich in einem katabolen Zustand. Die Entleerung der Glykogenspeicher zwingt den Körper, einige metabolische Veränderungen vorzunehmen. Durch den Kohlenhydratmangel wird die Glukoneogenese und die Ketogenese angekurbelt.4,5

Ketogrippe statt Influenza

Alles hat seinen Preis. So auch die ketogene Diät. Zum Nebenwirkungsprofil der ketogenen Diät beim Menschen gehören Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerzen, Müdigkeit, Benommenheit, Schlaflosigkeit, Obstipation sowie eine erniedrigte Belastungstoleranz. Diese Symptomatik wird auch als Ketogrippe bezeichnet. Auf lange Sicht hin kann die ketogene Diät zur Leberverfettung, zur Hypoproteinämie, zu Nierensteinen sowie einem Mangel an Vitaminen und Mineralstoffen führen.6-8 Für die Autofahrerinnen und Autofahrer dürfte noch interessant sein, dass der Atem-Alkoholtest unter ketogener Diät in seltenen Fällen fälschlicherweise positiv ausfallen kann. Dies liegt daran, dass im Rahmen der Ketonämie Aceton durch das Enzym Alkoholdehydrogenase zu Isopropanol reduziert werden kann.3

In welchen Fällen sollte auf eine ketogene Diät verzichtet werden?

Die ketogene Diät ist kontraindiziert für Patientinnen und Patienten mit einer Pankreatitis, Leberversagen, Fettstoffwechselstörung, einem primären systemischen Carnitinmangel, einem Carnitin-Palmitoyltransferase-Mangel, einem Carnitin-Translokase-Mangel, einer Porphyrie oder einem Pyruvatkinase-Mangel. Besondere Vorsicht ist auch geboten bei Patientinnen und Patienten mit einem Diabetes mellitus.3

Wieso schützt eine ketogene Diät eigentlich Mäuse vor dem Influenza-A-Virus?

Passend zur Grippesaison wurde im November 2019 die besagte Studie veröffentlicht, die sich mit dem Einfluss der ketogenen Diät auf die Influenzainfektion im Mausmodell befasst hat. Die ketogene Diät hat die Versuchstiere vor einer tödlichen Influenzainfektion schützen können. Dies lag daran, dass sich im Rahmen der ketogenen Diät die respiratorische Barrierefunktion der Mäuse verbessert hatte. Das Resultat war eine verstärkte antivirale Resistenz gegenüber dem Influenza-A-Virus.9

Die gd-T-Zellen mögen´s ketogen

Die Forschungsgruppe wollte der Sache auf den Grund gehen und hat sich zur Klärung dieses Phänomens die Immunreaktion im Bereich der Lungen etwas genauer angeschaut. Im Rahmen der ketogenen Diät kam es zu einer Expansion der gd-T-Zellen. Aktuell ist relativ wenig über die Funktion der gd-T-Zellen bekannt. In der vorliegenden experimentellen Studie haben diese Immunzellen möglicherweise eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Barrierefunktion gespielt. Ein Grund hierfür könnte eine Modifikation der Differenzierung und Funktion des respiratorischen Epithels durch die gd-T-Zellen sein. Die Mäuse mit dem ketogenen Ernährungskonzept zeigten im Vergleich zu den Mäusen mit einer kohlenhydratreichen Ernährungsweise eine statistisch signifikant höhere Überlebensrate nach Infektion mit dem Influenza-A-Virus. Der vor der Influenza schützende Effekt einer ketogenen Diät konnte bei Mäusen mit einem die gd-T-Zellen betreffenden Gendefekt nicht beobachtet werden.8

Nächstes Mal lernen wir ein neues Modell zur Untersuchung der gd-T-Zellen sowie die aktuellen wissenschaftlichen Errungenschaften auf dem Gebiet der HIV-Forschung kennen.

Referenzen:
1. https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/Z/ZoonotischeInfluenza/Vogelgrippe.html
2. https://edoc.rki.de/bitstream/handle/176904/6253/RKI_Influenzabericht_2018-19.pdf?sequence=1&isAllowed=y
3. Masood W. et al. (2019). Ketogenic Diet. StatPearls March 2019.
4. Jagadish S. et al. (2019). The Ketogenic and Modified Atkins Diet Therapy for Children With Refractory Epilepsy of Genetic Etiology. Pediatr. Neurol. 2019 May;94:32-37. 
5. Mohorko N. et al. (2019). Weight loss, improved physical performance, cognitive function, eating behavior, and metabolic profile in a 12-week ketogenic diet in obese adults. Nutr Res. 2019 Feb;62:64-77.
6. Ma S. et al. (2019). Keto-Adaptation and Endurance Exercise Capacity, Fatigue Recovery, and Exercise-Induced Muscle and Organ Damage Prevention: A Narrative Review. Sports (Basel). 2019 Feb 13;7(2).
7. Oh R. et al. (2019). StatPearls Publishing; Treasure Island (FL): Jul 29, 2019. Low Carbohydrate Diet. 
8. Broom G. M. et al. (2019). The ketogenic diet as a potential treatment and prevention strategy for Alzheimer's disease. Nutrition. 2019 Apr;60:118-121.
9. Goldberg E. L. et al. (2019). Ketogenic diet activates protective γδ T cell responses against influenza virus infection. REPORTSINFECTIOUS DISEASE. Science Immunology  15 Nov 2019:Vol. 4, Issue 41, eaav2026.

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