Die ketogene Ernährung erhöht LDL

Ich bedanke mich als erstes für das liebe Feedback der letzten Wochen!

Jemand der mit der ketogenen Ernährung anfängt, wird sich zuerst auf Glukose und Ketone konzentrieren und diese mehr oder minder obsessiv messen. Nach einer Weile werden, ob durch einen Arzt oder persönlichen Einsatz, die Blutlipide gemessen. Die meisten werden schockiert sein. Ihr LDL ist höher als das klinische „Idealmaß“. Das HDL ist meistens normal. So war es auch bei mir. Mein LDL 2018 lag bei 212 mg/dl, sechs Monate später bei 317, um nach einer Fastenwoche auf 340 zu klettern und nach dem Wiederfüttern auf 250 mg/dl zu sinken. (Wie hoch mein LDL vor der Keto war, weiß ich nicht.)

Ich spreche im heutigen Beitrag über die Gründe für die Zunahme von LDL in der ketogenen Ernährung. Ich beschreibe erst die Studienlage und wende mich dann den Mechanismen zu, die für ein erhöhtes LDL sorgen. (Ich werde nicht auf LDL und Atherosklerose eingehen, denn das Thema ist zu komplex für einen Blog. Ein anderes Mal. Ich sage hier nur, dass die Natur kein „böses“ LDL kennt.)

Die Studienlage

Die low-carb und ketogene Ernährungen werden seit über zehn Jahren zur Gewichtsreduktion studiert und Blutfette werden dabei häufig erfasst. Ich analysierte 18 Studien nach Gesamtcholesterin (Tc), LDL, HDL und Triglyceride (TG). Davon sechs Studien, die gesunde Normalgewichte untersuchten und zwölf Studien an Übergewichtige oder Diabetiker. (1-18) Die Dauer der Studien lag zwischen 3 Wochen und 14 Monaten. Die Ergebnisse dieser Studien sind eindeutig: 

Zum Beispiel untersuchte eine Studie 10 Ausdauerathleten, die sich ketogen ernährten (proteinreich, >6 Monate), und vergleich sie mit einer Gruppe, die kohlenhydratreich aß. Die Ketosportler hatten im Durchschnitt ein Gesamtcholesterin von 278 +/-51 mg/dl. Die Kohlenhydrat-Gruppe wies 169+/-24 mg/dl Cholesterin im Blut auf. (Abb. 1A, 2).

Eine andere Studie untersuchte die Auswirkungen einer ketogenen Ernährung auf junge Menschen für 3 Wochen. Auch sie stellte fest, dass LDL anstieg, um durchschnittliche 44%, im Vergleich zur Kontrollgruppe (Abb. 1B, 9). Alle Teilnehmer zeigten einen Trend zum höheren HDL und Tc. Die Teilnehmer zeigten individuelle Zuwachse: Zwischen +5% und +107% für LDL und +5% und +65 % für HDL. Bei den TG unterschieden sich die Teilnehmer: Bei manchen reduzierten sie sich, bei anderen nahmen sie zu.

Die meisten anderen Studien, ob mit Gesunden, Kranken oder Übergewichtigen, zeigten ähnliche Ergebnisse: Die untersuchten Ernährungen, ob low-carb oder keto, erhöhten LDL und HDL und senkten die TG, Blutglukose und Insulin. Nur eine Studie zeigte eine Abnahme an LDL, wobei die Veränderungen bei Menschen mit Dyslipidämie ausgeprägter waren als bei Menschen mit klinisch-konformen Lipidbild. (3)

In Abb. 2 stelle ich die Veränderungen im Lipidprofil durch eine ketogene Ernährung dem klinischen Ideal und einer Standard-Kohlenhydraternährung gegenüber. LDL erhöht sich mit der Keto. Warum ist das so?

Lipoproteine transportieren Fettsäuren durch die Blutbahn zum jeweiligen Zielgewebe. Sie sind runde Partikel aus einem fett- und cholesterinreichen Kern umhüllt von einer Membran, reich an Proteinen. Einwenig wie eine Trüffel. Wir besitzen fünf Typen von Lipoproteinen:

• Chylomikronen transportieren Fett aus dem Darm zum Zielgewebe und kehren dann zur Leber zurück.
• VLDL (very-low-density lipoprotein) werden in der Leber zusammengesetzt und mit TG beladen. Sie transportieren „in zweiter Runde“ das Fett durch den Körper.
• IDL (intermediate density lipoprotein) werden VLDL genannt, die einen Teil ihrer TG-Ladung abgegeben haben.
• LDL (low-density-lipoprotein) ist IDL, das mehr TG abgegeben hat. Ihre Aufgabe ist der Transport von Cholesterin durch den Körper. Rund 70 % kehren zur Leber zurück, wo sie recyclet werden. LDL sind „leere“ VLDL.
• HDL (high-desity-lipoprotein) wird in der Leber als Vorstufe synthetisiert und ins Blut abgegeben, wo es weiter heranreift. HDL dringt ins Gewebe ein, sammelt dort freies Cholesterin und kehrt dann durch die Lymphe zur Leber zurück. 

Die Lipoproteine kommen in Subtypen vor, die in der Blutbahn interagieren. Jeder Typ hat seine spezifischen Proteine, die Apo-Proteine, die die „Trüffeln“ blutlöslich halten und als Signalmoleküle dienen. LDL hat nur ein einziges Apo, das ApoB-100, und davon nur ein einziges Molekül pro LDL-Partikel. HDL hingegen hat sieben bis acht unterschiedliche Apos.

Die Herstellung von VLDL beginnt in der Leber mit der Synthese von ApoB und dessen Lipidierung, d.h. seine Beladung mit Triglyceriden. Dieser VLDL-Vorläufer eignet sich andere Apos an und wird als reifes VLDL in die Blutbahn entlassen. Am Zielgewebe angekommen, dockt das VLDL an und die Zielzellen erhalten die TG. (Abb. 3) Hat das VLDL das meiste TG abgeladen, wird es zu LDL. (Ich überspringe das IDL.) Das LDL verbleibt im Blut bis es in der Leber an seinem Rezeptor (LDLR) bindet. (Das funktioniert nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip.) Dieser erkennt spezifisch das ApoB-100 und das LDL wird in der Leberzelle aufgenommen und abgebaut. 

Insulin kontrolliert die Konzentration von VLDL und logischerweise von LDL durch zwei Mechanismen (Abb. 4):

• Insulin erhöht die Anzahl der LDLR an der Zelloberfläche. Dadurch werden mehr LDL aus der Blutbahn entfernt und ihre Konzentration sinkt. In der Keto, sinkt das Insulin und die Anzahl der LDLR nimmt ab: Mehr LDL bleibt im Blut.
• Insulin kontrolliert die Synthese von ApoB. Mehr Insulinsignale führen zu weniger ApoB und somit zu weniger VLDL und konsequenterweise LDL. Für Fans von Biochemie habe ich in Abb. 5 die Signalkette detaillierter dargestellt. Im Falle einer Insulinresistenz fällt die Wirkung von Insulin auf FoxO1 aus, nicht jedoch auf mTORC1, dessen Aktivität durch die für T2D typische kompensatorische Hyperinsulinämie (und Völlerei) sogar verstärkt wird. 

LDL erhöht sich demnach mit der Keto in gesunden Menschen aus drei Gründen:

• (I) da sich das Insulin senkt, fällt die hemmende Wirkung auf die Synthese von ApoB kleiner aus.
• (II) weiterhin werden weniger LDL aus dem Blut durch den LDLR aufgenommen. (Abb. 6) 
• (III) gleichzeitig werden Fette statt Kohlenhydrate zum Hauptenergieträger. Deren Transport durch den Körper via VLDL ist zwingend. Wo VLDL genutzt wird, da ist LDL nicht weit. 
• Zusätzlich muss man einen möglichen Gewichtsverlust bei der Keto bedenken. Je mehr das Insulin fällt, desto mehr Fette werden frei, desto höher der Gewichtsverlust. Oder andersrum: Das Gewicht wird erst reduziert, wenn die blockierende Wirkung von Insulin auf Fettzellen sich verringert. Das eine Gewichtsabnahme LDL erhöht ist bekannt. Beim Fasten zum Beispiel läuft dieser Mechanismus auf höchste Stufe und man weiß, das Fasten bei Gesunden das LDL erhöht (66 % mehr LDL, 19). Das kann ich aus Erfahrung bestätigen. 

Einen Anstieg von LDL und HDL durch eine kohlenhydratarme Ernährung wurde in vielen Studien bestätigt. Insulin reguliert sowohl dessen Synthese durch Kontrolle von ApoB wie auch dessen Räumung aus dem Blut durch die Leber. Ein Anstieg von LDL in der ketogenen Ernährung signalisiert eine reduzierte Insulinaktivität und einen erhöhten Fettmetabolismus.

In einer normal-verteilten Population gibt es immer Menschen, die man als Exzentriker bezeichnen kann: Ihre Charakteristika liegen weit vom Mittelpunkt entfernt. Ich denke, dasselbe trifft auf die Keto zu und so wird es manche Ketorianer geben mit einem LDL <100 mg/dl und andere mit einem LDL von >400 mg/dl. (Auf fb traf ich jemand (ohne FH) mit sensationellen 645 mg/dl LDL.)

Ich habe versucht mir vorzustellen welcher Ernährungstyp zu wenig LDL, normalem HDL, wenig TG, wenig Blutglukose/Insulin und normalem Gewicht führt:

• Jäger und Sammler haben wenig LDL, BG und normales Gewicht aber auch wenig HDL. Sie sind sehr gesund und sehr aktiv. Sie ernähren sich von mageren Wildtieren und Wildpflanzen. Und gehen machmal auch leer aus. (20)
• Hundertjährige auf Okinawa haben traditionell kalorienreduzierte Essgewohnheiten (Hara hachi bun me!). Sie ernähren sich sehr high-carb und mit wenig Protein. Sie bleiben gesund und leben lange. Ihre Blutlipide sind normal, ihre TG sind hoch aufgrund der vielen Kohlenhydrate.
• CRON = calorie restriction with optimal nutrition. Diese vollwertige kohlenhydratreiche Ernährungsform reduziert langfristig Gesamtkalorien um 20-30 %. CRON reduziert LDL effizient, HDL ist normal, TG, Insulin und Blutzucker ist niedrig. Diese Ernährung führt zum Verlust von Muskelmasse, sportlicher Ausdauer und macht sehr hungrig. (Ich habe es lange ausprobiert!) CRON ist keine Diät, sondern eine Ernährungsform, die ein Leben lang praktiziert wird. (21)
• Die Keto ist einzigartig, weil sie LDL erhöht und andere Parameter reduziert, wie die CRON: HDL erhöht sich, TG, Blutglukose und Insulin sinken. Manche nennen deshalb die Keto ein CRON-Imitator (calorie-restriction-mimic). LDL ist Ausdruck von hohem Fettkonsum bei geringer Insulinaktivität – und vermutlich einem hohen Lebensstandard.

*Nachtrag Feb. 2020. Hohes LDL bei einer kohlenhydratreichen Ernährung, könnte auf Insulinresistenz hindeuten. Checken lassen. 

Quellenangaben

1: Bhanpuri NH, Hallberg SJ, Williams PT, McKenzie AL, Ballard KD, Campbell WW, McCarter JP, Phinney SD, Volek JS. Cardiovascular disease risk factor responses to a type 2 diabetes care model including nutritional ketosis induced by sustained carbohydrate restriction at 1 year: an open label, non-randomized, controlled study. Cardiovasc Diabetol. 2018 May 1;17(1):56.

2: Creighton BC, Hyde PN, Maresh CM, Kraemer WJ, Phinney SD, Volek JS. Paradox of hypercholesterolaemia in highly trained, keto-adapted athletes. BMJ Open Sport Exerc Med. 2018 Oct 4;4(1):e000429. 

3: Dashti HM, Al-Zaid NS, Mathew TC, Al-Mousawi M, Talib H, Asfar SK, Behbahani AI. Long term effects of ketogenic diet in obese subjects with high cholesterol level. Mol Cell Biochem. 2006 Jun;286(1-2):1-9. 

4: Forsythe CE, Phinney SD, Fernandez ML, Quann EE, Wood RJ, Bibus DM, Kraemer WJ, Feinman RD, Volek JS. Comparison of low fat and low carbohydrate diets on circulating fatty acid composition and markers of inflammation. Lipids. 2008 Jan;43(1):65-77. 

5: Hays JH, DiSabatino A, Gorman RT, Vincent S, Stillabower ME. Effect of a high  saturated fat and no-starch diet on serum lipid subfractions in patients with documented atherosclerotic cardiovascular disease. Mayo Clin Proc. 2003 Nov;78(11):1331-6. 

6: Mohorko N, Černelič-Bizjak M, Poklar-Vatovec T, Grom G, Kenig S, Petelin A, Jenko-Pražnikar Z. 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. 

7: O'Neal EK, Smith AF, Heatherly AJ, Killen LG, Waldman HS, Hollingsworth A, Koh Y. Effects of a 3-week High-Fat-Low-Carbohydrate Diet on Lipid and Glucose Profiles in Experienced, Middle-age Male Runners. Int J Exerc Sci. 2019 May 1;12(2):786-799. eCollection 2019. 

8: Pilis K, Pilis A, Stec K, Pilis W, Langfort J, Letkiewicz S, Michalski C, Czuba M, Zych M, Chalimoniuk M. Three-Year Chronic Consumption of Low-Carbohydrate Diet Impairs Exercise Performance and Has a Small Unfavorable Effect on Lipid Profile in Middle-Aged Men. Nutrients. 2018 Dec 4;10(12). pii: E1914. 

9: Retterstol K, Svendsen M, Narverud I, Holven KB. Effect of low carbohydrate high fat diet on LDL cholesterol and gene expression in normal-weight, young adults: A randomized controlled study. Atherosclerosis. 2018 Dec;279:52-61. 

10: Ruth MR, Port AM, Shah M, Bourland AC, Istfan NW, Nelson KP, Gokce N, Apovian CM. Consuming a hypocaloric high fat low carbohydrate diet for 12 weeks lowers C-reactive protein, and raises serum adiponectin and high density lipoprotein-cholesterol in obese subjects. Metabolism. 2013 Dec;62(12):1779-87.

11: Samaha FF, Iqbal N, Seshadri P, Chicano KL, Daily DA, McGrory J, Williams T, Williams M, Gracely EJ, Stern L. A low-carbohydrate as compared with a low-fat diet in severe obesity. N Engl J Med. 2003 May 22;348(21):2074-81. 

12: Seshadri P, Iqbal N, Stern L, Williams M, Chicano KL, Daily DA, McGrory J, Gracely EJ, Rader DJ, Samaha FF. A randomized study comparing the effects of a low-carbohydrate diet and a conventional diet on lipoprotein subfractions and C-reactive protein levels in patients with severe obesity. Am J Med. 2004 Sep 15;117(6):398-405. Erratum in: Am J Med. 2006 Feb;119(2):191. 

13: Sharman MJ, Volek JS. Weight loss leads to reductions in inflammatory biomarkers after a very-low-carbohydrate diet and a low-fat diet in overweight men. Clin Sci (Lond). 2004 Oct;107(4):365-9. 

14: Sharman MJ, Kraemer WJ, Love DM, Avery NG, Gómez AL, Scheett TP, Volek JS. A ketogenic diet favorably affects serum biomarkers for cardiovascular disease in normal-weight men. J Nutr. 2002 Jul;132(7):1879-85. 

15: Volek JS, Sharman MJ, Gómez AL, DiPasquale C, Roti M, Pumerantz A, Kraemer WJ. Comparison of a very low-carbohydrate and low-fat diet on fasting lipids, LDL subclasses, insulin resistance, and postprandial lipemic responses in overweight women. J Am Coll Nutr. 2004 Apr;23(2):177-84. 

16: Volek JS, Sharman MJ, Gómez AL, Scheett TP, Kraemer WJ. An isoenergetic very low carbohydrate diet improves serum HDL cholesterol and triacylglycerol concentrations, the total cholesterol to HDL cholesterol ratio and postprandial pipemic responses compared with a low fat diet in normal weight, normolipidemic women. J Nutr. 2003 Sep;133(9):2756-61. 

17: Westman EC, Yancy WS Jr, Olsen MK, Dudley T, Guyton JR. Effect of a low-carbohydrate, ketogenic diet program compared to a low-fat diet on fasting lipoprotein subclasses. Int J Cardiol. 2006 Jun 16;110(2):212-6. 

18: Yancy WS Jr, Olsen MK, Guyton JR, Bakst RP, Westman EC. A low-carbohydrate, ketogenic diet versus a low-fat diet to treat obesity and hyperlipidemia: a randomized, controlled trial. Ann Intern Med. 2004 May 18;140(10):769-77. 

19: Sävendahl L1, Underwood LE, Fasting increases serum total cholesterol, LDL cholesterol and apolipoprotein B in healthy, nonobese humans. J Nutr. 1999 Nov;129(11):2005-8.

20: Pontzer H, Wood BM, Raichlen DA. Hunter-gatherers as models in public health. Obes Rev. 2018 Dec;19 Suppl 1:24-35.

21: Fontana L, Meyer TE, Klein S, Holloszy JO. Long-term calorie restriction is highly effective in reducing the risk for atherosclerosis in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004 Apr 27;101(17):6659-63.